流体静压型机械密封动力学研究

发布时间：2017-08-23 00:27

  本文关键词：流体静压型机械密封动力学研究

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【摘要】：流体静压型机械密封是一种非接触式机械密封，通过端面间的液膜压力使密封端面维持间隙状态，用以与其它的力保持动态平衡。本文根据国内外相关研究文献，，在分析了液膜流场特征、弹性元件动态参数的基础上，利用MATLAB（Simulink）重点求出静环端面结构参数对密封稳定性的影响。 结合密封系统结构特征，分析密封环的受力情况，建立适合流体静压型机械密封端面流场的Reynolds方程，分析了结构参数对液膜压力、液膜刚度和阻尼的影响，得到了相关曲线规律。利用最小二乘法和MATLAB的编程方法得到液膜压力沿径向的分布曲线。液膜刚度和阻尼受到密封环内外径压力、端面锥角、转折半径、动环转速、液膜厚度和液膜粘度等因素的影响，重点分析了转折半径和端面锥角对液膜刚度和阻尼的影响。弹性元件中的O型密封圈作为辅助密封元件在一定程度上不仅能防止密封泄漏，而且由于其具有一定的刚度和阻尼，对密封稳定性也有直接的作用，本文结合相关学者的研究理论，找到了密封圈刚度、阻尼在轴向和角向的表达式。 本文把密封系统受到的扰动分为为内部的微小扰动和外部的力或力矩的激励：内部扰动主要是轴向微小初始位移和角向初始微小的摆动，外在激励包括若干种典型的有规律和无规律的激励信号。通过分析密封环在这些扰动下的轴向和角向的变化曲线，得到了结构参数对密封环振动的作用，找到最佳的结构参数值。
【关键词】：流体静压 机械密封 扰动 动态特性 稳定性
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究的目的和意义8-9
• 1.2 相关理论的研究现状9-11
• 1.2.1 流体静压型机械密封端面流场研究现状9-10
• 1.2.2 机械密封动力学研究现状10-11
• 1.3 本论文研究的主要内容11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 机械密封系统动力参数的求解13-30
• 2.1 机械密封系统介绍13-14
• 2.2 动力学方程的建立14-18
• 2.2.1 方程建立的理论基础14-16
• 2.2.2 方程各参数的推导16-18
• 2.3 端面间液膜流场分析18-29
• 2.3.1 液膜流场流动类型18-19
• 2.3.2 液膜压力分布19-25
• 2.3.3 液膜刚度和阻尼25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 机械密封系统内在稳定性分析30-43
• 3.1 密封环动力学特性分析30-35
• 3.1.1 角向和轴向振动类型描述30-31
• 3.1.2 密封环弹性元件的刚度和阻尼31-35
• 3.2 密封环在微小初始扰动下的动态特征35-39
• 3.3 液膜厚度的变化特征39-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4 外在激励对机械密封系统动态稳定性的影响43-74
• 4.1 密封环振动特性的 Simulink 模型44-50
• 4.1.1 建立 Simulink 模型的环境44-46
• 4.1.2 Simulink 模型的算法理论46-50
• 4.2 外在激励对密封环角向摆动的影响50-61
• 4.3 外在激励对密封环轴向振动的影响61-72
• 4.4 本章小结72-74
• 结论74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果78-79
• 致谢79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 何枫,朱毅征;端面密封的运动分析及稳定性[J];流体工程;1989年01期

2 周剑锋;顾伯勤;;机械密封环端面变形对液膜特性的影响[J];润滑与密封;2006年12期

3 桑园;张秋翔;蔡纪宁;李双喜;;滑移式机械密封的动态辅助密封圈性能研究[J];润滑与密封;2006年12期

4 魏琳宗;刘向锋;黄伟峰;刘莹;;静压式机械密封结构参数研究及优化设计[J];润滑与密封;2010年06期

5 谢建宏;;振动对机械密封的影响[J];设备管理与维修;2006年11期

本文编号：721950