天然气离心式压缩机干气密封动环的数值模拟
发布时间：2021-02-09 21:21
干气密封技术起源于国外,是在机械密封动环端面上开设动压槽以及设置相应的辅助密封系统,来实现轴端非接触密封。虽然干气密封技术是由机械密封技术改造发展而来的,但相比于机械密封,它拥有显著的优势。因为其为非接触式密封,所以磨损和能耗较小、可以应用于高速旋转设备的轴端密封。因而,近几年干气密封在我国发展的极为迅速,特别是在石油化工设备离心式压缩机上。但因为干气密封技术的研究,大多数来源于国外,在国内的发展还相对落后。因此,干气密封技术的研究对提高我国密封技术具有深远的意义。本文提出一种新型具有连通环槽螺旋槽干气密封（已发表专利）,是在螺旋槽干气密封动环上增设一个连通环槽,把所有的动压槽连接起来,让每一个动压槽之间都相互连通。利用Fluent数值模拟和实验研究相结合的方法来进行干气密封的研究。数值模拟研究部分,利用Gambit建立计算流域的几何模型、网格划分和边界设置。最后将所建模型导入Fluent模拟软件,在给定操作参数下,对模型进行模拟计算,通过对模拟结果分析得到:发现有连通环槽螺旋槽干气密封密封端面气膜压力分布更均匀;对不同几何参数有连通环槽螺旋槽干气密封的模拟结果进行分析,得出连通环槽宽...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
干气密封在离心式压缩机上的应用干气密封技术来源于国外，在国外发展的较好，但在我国正处在开始阶
西安石油大学硕士学位论文6ro:动环外径ri:动环内径rhi:连通环槽内径rho：连通环槽外径α:螺旋角θ:螺旋线转角图1-2有连通环槽螺旋槽本文的主要研究内容：1.对干气密封的基本结构和工作原理进行深入研究，并学习干气密封相关密封性能参数的计算和影响干气密封密封性能的相关参数。参考文献中螺旋槽干气密封的基本结构尺寸，设计出矩形、三角形和梯形截面连通环槽螺旋槽干气密封。2.利用Gambit软件对有连通环槽螺旋槽和无连通环槽螺旋槽干气密封计算流域建立三维几何模型，并导入Fluent模拟软件进行计算，得到密封端面气膜的压力分布、开启力、泄漏量和刚度，并对其进行分析。3.改变矩形截面连通环槽螺旋槽干气密封的几何参数，得到不同几何参数下矩形截面连通环槽螺旋槽干气密封密封端面气膜的压力分布、开启力、泄漏量和刚度。并对这些性能参数进行分析，得出有连通环槽螺旋槽干气密封的最优几何参数。4.改变连通环槽的截面槽型，得到不同截面槽型连通环槽螺旋槽干气密封密封端面气膜的压力分布、开启力、泄漏量和刚度。并对这些性能参数进行对比分析，得出不同截面槽型连通环槽螺旋槽干气密封的适用工况。5.将模拟得到的数据与实验得到的数据进行对比分析，验证模拟结果的正确性。
干气密封研究基础7第二章干气密封研究基础干气密封是最常见的高速旋转轴端密封技术，它是利用流体力学原理，以气体作为密封介质，通过开设在干气密封动环端面上的动压槽产生动压效应，来达到密封端面的非接触运转。与常见机械密封技术相比较，其磨损率和能源消耗较孝还可以应用于高速旋转的轴端密封。因而，近几年干气密封在我国发展的极为迅速，特别是在石油化工设备离心式压缩机上。2.1干气密封系统基本结构干气密封系统的基本结构如图2-1所示，其主要部件有静环、动环、O型圈、加载弹簧、弹簧座、静环支座等。静环常用具有自润滑特性的材料制造，静环在静环支坐上安装，需要利用O型圈来进行二次密封，保证被密封气体的不泄露。动环常用硬度高且具有耐磨特性的材料制造，如不锈钢、钨化硅等材料，动环是被固定在旋转轴上，和旋转轴一起旋转的。如图2-2所示，为最常见的螺旋槽干气密封动环，其特别之处在于端面上加工有深度为2～10μm的螺旋形沟槽。图2-1干气密封系统基本结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]干气密封技术研究现状及发展趋势[J]. 张云洪. 化工管理. 2015(27)
[2]螺旋槽干气密封性能参数的测试技术及试验研究[J]. 俞树荣,曹兴岩,丁雪兴,张伟政,韩明君. 机械工程学报. 2012(19)
[3]螺旋槽泵出型干气密封端面气膜压力近似解析计算[J]. 宋鹏云,丁志浩. 润滑与密封. 2011(04)
[4]干气密封的选用及失效分析[J]. 姚新华,何耀辉. 润滑与密封. 2011(04)
[5]干气密封发展概况及其特性分析[J]. 刘飞,朱维兵. 机械设计与制造. 2010(11)
[6]机械密封端面接触状态测控技术[J]. 王和顺,陈次昌,黄泽沛,王新霖. 润滑与密封. 2005(03)
[7]机械密封技术最新进展[J]. 陈建鑫,杨林娟. 南通职业大学学报(综合版). 2004(04)
[8]泵用无泄漏非接触式机械密封技术[J]. 李尽亮,郝木明. 炼油设计. 2001(07)
[9]抽空状态下机械密封端面状况的实验研究[J]. 张继革,段慧玲,彭慧芬. 石油机械. 1999(11)
[10]直线槽端面气体密封分析计算[J]. 胡丹梅,吴宗祥. 流体机械. 1996(09)
本文编号：3026254
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
干气密封在离心式压缩机上的应用干气密封技术来源于国外，在国外发展的较好，但在我国正处在开始阶
西安石油大学硕士学位论文6ro:动环外径ri:动环内径rhi:连通环槽内径rho：连通环槽外径α:螺旋角θ:螺旋线转角图1-2有连通环槽螺旋槽本文的主要研究内容：1.对干气密封的基本结构和工作原理进行深入研究，并学习干气密封相关密封性能参数的计算和影响干气密封密封性能的相关参数。参考文献中螺旋槽干气密封的基本结构尺寸，设计出矩形、三角形和梯形截面连通环槽螺旋槽干气密封。2.利用Gambit软件对有连通环槽螺旋槽和无连通环槽螺旋槽干气密封计算流域建立三维几何模型，并导入Fluent模拟软件进行计算，得到密封端面气膜的压力分布、开启力、泄漏量和刚度，并对其进行分析。3.改变矩形截面连通环槽螺旋槽干气密封的几何参数，得到不同几何参数下矩形截面连通环槽螺旋槽干气密封密封端面气膜的压力分布、开启力、泄漏量和刚度。并对这些性能参数进行分析，得出有连通环槽螺旋槽干气密封的最优几何参数。4.改变连通环槽的截面槽型，得到不同截面槽型连通环槽螺旋槽干气密封密封端面气膜的压力分布、开启力、泄漏量和刚度。并对这些性能参数进行对比分析，得出不同截面槽型连通环槽螺旋槽干气密封的适用工况。5.将模拟得到的数据与实验得到的数据进行对比分析，验证模拟结果的正确性。
干气密封研究基础7第二章干气密封研究基础干气密封是最常见的高速旋转轴端密封技术，它是利用流体力学原理，以气体作为密封介质，通过开设在干气密封动环端面上的动压槽产生动压效应，来达到密封端面的非接触运转。与常见机械密封技术相比较，其磨损率和能源消耗较孝还可以应用于高速旋转的轴端密封。因而，近几年干气密封在我国发展的极为迅速，特别是在石油化工设备离心式压缩机上。2.1干气密封系统基本结构干气密封系统的基本结构如图2-1所示，其主要部件有静环、动环、O型圈、加载弹簧、弹簧座、静环支座等。静环常用具有自润滑特性的材料制造，静环在静环支坐上安装，需要利用O型圈来进行二次密封，保证被密封气体的不泄露。动环常用硬度高且具有耐磨特性的材料制造，如不锈钢、钨化硅等材料，动环是被固定在旋转轴上，和旋转轴一起旋转的。如图2-2所示，为最常见的螺旋槽干气密封动环，其特别之处在于端面上加工有深度为2～10μm的螺旋形沟槽。图2-1干气密封系统基本结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]干气密封技术研究现状及发展趋势[J]. 张云洪. 化工管理. 2015(27)
[2]螺旋槽干气密封性能参数的测试技术及试验研究[J]. 俞树荣,曹兴岩,丁雪兴,张伟政,韩明君. 机械工程学报. 2012(19)
[3]螺旋槽泵出型干气密封端面气膜压力近似解析计算[J]. 宋鹏云,丁志浩. 润滑与密封. 2011(04)
[4]干气密封的选用及失效分析[J]. 姚新华,何耀辉. 润滑与密封. 2011(04)
[5]干气密封发展概况及其特性分析[J]. 刘飞,朱维兵. 机械设计与制造. 2010(11)
[6]机械密封端面接触状态测控技术[J]. 王和顺,陈次昌,黄泽沛,王新霖. 润滑与密封. 2005(03)
[7]机械密封技术最新进展[J]. 陈建鑫,杨林娟. 南通职业大学学报(综合版). 2004(04)
[8]泵用无泄漏非接触式机械密封技术[J]. 李尽亮,郝木明. 炼油设计. 2001(07)
[9]抽空状态下机械密封端面状况的实验研究[J]. 张继革,段慧玲,彭慧芬. 石油机械. 1999(11)
[10]直线槽端面气体密封分析计算[J]. 胡丹梅,吴宗祥. 流体机械. 1996(09)
本文编号：3026254
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