船用机械密封的动态特性研究

发布时间：2021-10-16 21:35

　　由于机械密封的工作条件复杂,它的运行状况受到多种条件的影响,而且对机械密封的研究涉及到多个学科领域,如流体润滑、摩擦学、接触理论、传热学等,因此国内外学者对机械密封的工作机理尚未完全清楚。对机械密封的研究主要集中在机械密封端面的接触摩擦状况和端面的变形上面,然而机械密封端面间润滑液膜厚度很薄,密封端面的变形很小,都达到微米级,采用一般理论计算密封性能参数时精度很难达到要求,利用相关软件进行分析时需要对它进行多种场耦合分析,而这给机械密封的研究增加了难度。本文利用机械密封的基本相关理论,结合ANSYS和MATLAB软件,对机械密封的启动过程进行了动态分析,并对机械密封在小扰动情况下,密封环的振动过程进行了动力学分析。1)在对机械密封的启动过程进行动态分析过程中,首先采用ANSYS软件计算密封端面的力变形影响系数、热变形影响系数和温度变形影响系数,然后利用MATLAB软件编制计算程序,结合影响系数法,对密封环进行热变形分析,接着进行力变形分析,然后利用力变形分析的结果作为热变形分析的条件进行热分析,这样就达到了对机械密封环热-结构耦合分析的目的。在热-结构耦合分析中,本文把机械密封端面间的... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

动环和静环接触端面放大图图3一8热分析模型的边界条件示意图

武汉理工大学硕士学位论文图3一5动环二维模型网格划分图图3一6动环密封端面网格划分放大图3.3.2温度影响系数和热变形影响系数的求解方法热变形影响系数的求解同样是利用ANSYS对密封环进行热分析得到，不同的是建立的模型是动环和静环的接触组合模型(图3一7)，目的是为了在热分析过程中使热量能够自动分配，模型中对密封端面划分20个等分并建立接触对。求解温度影响系数和热变形影响系数时，动环和静环的热边界条件对密封端面的温度分布和热变形非常重要，动环和静环的热边界条件见图3一8。-.…:娜...-梦...--.卿..…:..--一、--一毕-一暇一!经尹一势14廷运:黔沁1‘:乏堪图3一7动环和静环接触端面放大图图3一8热分析模型的边界条件示意图其中动环边界L6和LS紧临密封介质，施加恒温边界条件;L7、LS、Lg、LH与大气侧接触，视为绝热边界;LZ、L3、L4靠近密封端面侧

(a)(b)图4一特定时刻时密封端面液膜厚度和液膜压力分布情况上面图4一4(a)和(b)分别所示的是t=2火10一4、时密封端而间的液膜厚度分布和液膜压力分布情况。从图4一4(a)中可知，密封端面间的压膜厚度沿圆周方向无变化，沿半径方向由内径至外径逐渐增大，内径处最小，外径处最大;由图4一4(b)可知，密封端面间压膜压力沿圆周方向无变化，沿半径方向由内径处开始迅速增大，达到一个峰值，并且该峰值超过被密封介质的压力值，然后增加的幅度趋于平缓并开始减小，到外径处时液膜压力值接近被密封介质的压力值。3气乙通. 000︵d叮芝︶田长召硬渊图4一5特定时刻密封端面间接触压力分布情况图4一5所示为t=Zx1o一4、时密封端面间的接触压力分布情况，由图可知，密封端面接触压力沿圆周方向无变化，内径附近的接触压力比较大，变化比较明显

【参考文献】：
期刊论文
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[3]螺旋槽气体润滑机械密封温度场有限元分析[J]. 陈小宁,郝木明.  机械设计与制造. 2007(05)
[4]机械密封常见故障原因分析及处理[J]. 陈强,王树棠,蔡彤,朱继田.  热力发电. 2007(03)
[5]机械密封环端面变形对液膜特性的影响[J]. 周剑锋,顾伯勤.  润滑与密封. 2006(12)
[6]振动对机械密封的影响[J]. 谢建宏.  设备管理与维修. 2006(11)
[7]收敛楔形间隙中流体流动的数值模拟[J]. 蒋小文,顾伯勤.  润滑与密封. 2004(03)
[8]机械密封端面摩擦工况研究进展[J]. 魏龙,顾伯勤,孙见君.  润滑与密封. 2003(05)
[9]机械密封端面的动压效应研究[J]. 刘录,沈齐英,邵予工.  现代机械. 2002(03)
[10]机械端面密封计算技术[J]. 程建辉,陈利海,葛培琪.  润滑与密封. 2001(06)

博士论文
[1]机械密封中的热流体动力效应研究[D]. 周剑锋.南京工业大学 2006

硕士论文
[1]机械密封性能的数值分析及优化研究[D]. 朱学明.武汉理工大学 2005



本文编号：3440534