端面形貌对气膜密封低速运转性能影响规律研究
发布时间：2023-03-19 12:53
非接触式气体润滑机械密封是近年来流体润滑机械密封技术发展中的前沿课题之一,该类密封是在密封环上开出各种形状的流体动压槽,依靠流体动压效应实现密封的非接触运转,其中以螺旋槽最为代表性。由于螺旋槽气体润滑机械密封具有泄漏量少、磨损小、寿命长、能耗低、密封性能好、维护费用低等优点,已经广泛应用于诸如离心式压缩机等高速旋转流体机械中。将气体润滑机械密封技术应用到搅拌机、反应釜等低速旋转机械上,是其应用发展的必然趋势。低速运转时,气体润滑机械密封端面间形成的流体润滑膜较薄,其摩擦副端面形貌将会对密封性能产生十分重要的影响。比如可能使密封端面的某些微突体直接接触,从而使密封工作端面的摩擦加剧,进而使密封严重发热,减少了密封的工作寿命。鉴于此影响,并且目前关于该类问题的研究和理论分析十分缺乏,特别是关于这一方面的文献更是相当缺乏,故本文比较全面而系统地分析研究和讨论了端面形貌(粗糙度、波度和锥度)对低速运转螺旋槽气体润滑机械密封各项性能的影响,探讨了其影响规律,为该类密封的设计、加工以及在低速机械上的应用提供一定的理论依据。 低速运转时,气体润滑机械密封的流体动压效应相对较弱,如何保证在较低转速条...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 气膜机械密封简介
1.1.1 气膜密封的定义及基本形式
1.1.2 气膜机械密封的密封机理
1.2 端面形貌对密封运转性能的研究进展
1.2.1 表面粗糙度对其性能的影响研究进展
1.2.2 端面波度对其性能的影响研究进展
1.2.3 端面锥度对其性能的影响研究进展
1.2.4 端面变形对其性能的影响
1.3 螺旋槽气体密封研究进展
1.4 论文工作的提出
1.5 论文研究的内容、目的及意义
1.6 本章小节
第二章 气膜密封端面形貌分析
2.1 简述
2.2 表面粗糙度分析
2.2.1 表面粗糙度评定
2.2.2 表面粗糙度的统计性能
2.3 表面波度、锥度分析
2.3.1 表面波纹度分析
2.3.2 端面锥度分析
2.4 本章小节
第三章 数学模型的建立
3.1 简述
3.2 基本假设
3.3 基本流体力学方程
3.3.1 连续方程
3.3.2 纳维埃-斯托克斯(Navier-Stokes)方程
3.3.3 雷诺方程的推导
3.4 雷诺方程的修正
3.4.1 低速运转下雷诺方程修正
3.4.2 考虑端面形貌的雷诺方程修正
3.5 气膜厚度
3.6 边界条件
3.7 本章小结
第四章 端面形貌对气膜密封影响有限元分析及其计算程序
4.1 简述
4.2 有限元法基本原理、步骤
4.3 有限元方程求解
4.3.1 表达式的推导
4.3.2 区域剖分
4.3.3 单元构造函数及方程式的确定
4.3.4 单元分析
4.3.5 总体合成
4.3.6 边界条件处理
4.3.7 求解总体有限元方程
4.4 气膜密封性能参数计算
4.5.1 程序流程
4.5.2 程序简介
4.5.3 验证程序
4.6 本章小节
第五章 计算结果及其分析
5.1 气膜压力比较
5.1.1 气膜压力三维比较
5.1.1 气膜压力二维比较
5.2 表面粗糙度影响下的气膜密封
5.2.1 粗糙度修正因子的研究
5.2.2 给定膜厚及压力下的粗糙度对气膜密封影响
5.2.3 不同转速下，粗糙度对气膜密封性能影响
5.2.4 不同表面形貌模数γ对密封性能的影响
5.3 表面波度对气膜机械密封性能影响
5.4 端面锥度对气膜机械密封性能影响
5.5 波度、锥度对气膜机械密封性能影响
5.6 粗糙度、波度对气膜机械密封性能影响
5.7 粗糙度、锥度对气膜机械密封性能影响
5.8 粗糙度、锥度和波度对密封性能的影响
5.9 转速对粗糙度、波度和锥度影响下的密封性能的影响
5.10 本章小节
第六章 结论
致谢
参考文献
附录 A: 攻读硕士学位期间发表论文目录
本文编号：3765282
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 气膜机械密封简介
1.1.1 气膜密封的定义及基本形式
1.1.2 气膜机械密封的密封机理
1.2 端面形貌对密封运转性能的研究进展
1.2.1 表面粗糙度对其性能的影响研究进展
1.2.2 端面波度对其性能的影响研究进展
1.2.3 端面锥度对其性能的影响研究进展
1.2.4 端面变形对其性能的影响
1.3 螺旋槽气体密封研究进展
1.4 论文工作的提出
1.5 论文研究的内容、目的及意义
1.6 本章小节
第二章 气膜密封端面形貌分析
2.1 简述
2.2 表面粗糙度分析
2.2.1 表面粗糙度评定
2.2.2 表面粗糙度的统计性能
2.3 表面波度、锥度分析
2.3.1 表面波纹度分析
2.3.2 端面锥度分析
2.4 本章小节
第三章 数学模型的建立
3.1 简述
3.2 基本假设
3.3 基本流体力学方程
3.3.1 连续方程
3.3.2 纳维埃-斯托克斯(Navier-Stokes)方程
3.3.3 雷诺方程的推导
3.4 雷诺方程的修正
3.4.1 低速运转下雷诺方程修正
3.4.2 考虑端面形貌的雷诺方程修正
3.5 气膜厚度
3.6 边界条件
3.7 本章小结
第四章 端面形貌对气膜密封影响有限元分析及其计算程序
4.1 简述
4.2 有限元法基本原理、步骤
4.3 有限元方程求解
4.3.1 表达式的推导
4.3.2 区域剖分
4.3.3 单元构造函数及方程式的确定
4.3.4 单元分析
4.3.5 总体合成
4.3.6 边界条件处理
4.3.7 求解总体有限元方程
4.4 气膜密封性能参数计算
4.5.1 程序流程
4.5.2 程序简介
4.5.3 验证程序
4.6 本章小节
第五章 计算结果及其分析
5.1 气膜压力比较
5.1.1 气膜压力三维比较
5.1.1 气膜压力二维比较
5.2 表面粗糙度影响下的气膜密封
5.2.1 粗糙度修正因子的研究
5.2.2 给定膜厚及压力下的粗糙度对气膜密封影响
5.2.3 不同转速下，粗糙度对气膜密封性能影响
5.2.4 不同表面形貌模数γ对密封性能的影响
5.3 表面波度对气膜机械密封性能影响
5.4 端面锥度对气膜机械密封性能影响
5.5 波度、锥度对气膜机械密封性能影响
5.6 粗糙度、波度对气膜机械密封性能影响
5.7 粗糙度、锥度对气膜机械密封性能影响
5.8 粗糙度、锥度和波度对密封性能的影响
5.9 转速对粗糙度、波度和锥度影响下的密封性能的影响
5.10 本章小节
第六章 结论
致谢
参考文献
附录 A: 攻读硕士学位期间发表论文目录
本文编号：3765282
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3765282.html
