机械密封环热-结构耦合分析研究 被引量：23

1

作者 朱学明 刘正林 +1 位作者 朱汉华 胡社来 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2005年第2期198-201,共4页

就机械密封环的热-结构耦合分析问题进行了研究,指出分析的难点在于确定端面复杂的边界条件,提出了隔离体和整体接触耦合两种解决方法,重点介绍了整体接触耦合法中热流密度载荷的添加思路和方法.通过两种方法的算例对比,说明整体接触耦... 就机械密封环的热-结构耦合分析问题进行了研究,指出分析的难点在于确定端面复杂的边界条件,提出了隔离体和整体接触耦合两种解决方法,重点介绍了整体接触耦合法中热流密度载荷的添加思路和方法.通过两种方法的算例对比,说明整体接触耦合法更符合工程实际. 展开更多

关键词 机械密封 热-结构耦合 边界条件 接触单元 热流密度

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离心泵机械密封的选用 被引量：23

2

作者 张巍 潘立斌 张旭东 《石油化工设备》 CAS 2007年第3期75-78,共4页

列举了机械密封的基本结构,分析了其特点和使用范围,提出了选择使用离心泵机械密封时应重点考虑的几个方面和注意事项。

关键词 离心泵 机械密封 结构 选用

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热油泵用机械密封波纹管疲劳特性研究 被引量：11

3

作者 刘进祥 穆塔里夫·阿赫迈德 田雪峰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期96-101,共6页

热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况... 热油泵用波纹管机械密封装置的关键零部件金属波纹管,在变工况条件下极易出现疲劳断裂情况。为研究热油泵用机械密封波纹管疲劳特性,建立U形和V形2种类型金属波纹的三维模型,采用结构-热多场耦合分析方法,分析金属波纹管在不同温差工况下的变形场、应力场和疲劳寿命变化规律。结果表明:U形和V形金属波纹管的最大应力值和最大变形量都随着温差的增大而增大,最小疲劳寿命随着温差的增大而减小;V形金属波纹管的力学性能与疲劳性能均好于U形金属波纹管;受力端为整个金属波纹管整体最易损坏部位,该处变形量和应力值都为最大,而疲劳寿命值为最小,为提高金属波纹管的使用寿命和运行稳定性,须对该处进行加固处理。 展开更多

关键词 机械密封 金属波纹管 结构-热耦合 疲劳寿命

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油泵用机械密封摩擦副界面热-结构耦合分析 被引量：11

4

作者 何永明 穆塔里夫.阿赫迈德 刘毅龙 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第6期21-25,共5页

以热-结构耦合数值计算理论为基础,同时施加温度和力载荷边界条件,对处于高速、高压等高参数极端工况热油泵用波纹管机械密封装置摩擦副界面进行了热-结构耦合数值建模与计算分析。研究了密封环摩擦副界面的温度场特点及温度、热应力分... 以热-结构耦合数值计算理论为基础,同时施加温度和力载荷边界条件,对处于高速、高压等高参数极端工况热油泵用波纹管机械密封装置摩擦副界面进行了热-结构耦合数值建模与计算分析。研究了密封环摩擦副界面的温度场特点及温度、热应力分布规律,分析了密封环在温度载荷和力载荷耦合作用下密封环的变形情况。结果表明:最高温度产生在摩擦副内径处,最大热变形在摩擦副外径处;动静环配对材料的导热系数越大,产生的最高温度就越小;在摩擦副的外径侧产生的变形有利于形成收敛型间隙。 展开更多

关键词 机械密封 摩擦副 热-结构耦合 温度-力载荷 计算流体力学

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完全剖分式釜用机械密封结构分析 被引量：11

5

作者 邵嘉兴 姚黎明 +1 位作者 李鲲 吴兆山 《流体机械》 CSCD 2003年第8期36-38,共3页

介绍了对完全剖分式釜用机械密封的分析研究 ,阐述了其结构特点及试验。

关键词 剖分式 机械密封 结构 应用

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扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析 被引量：10

6

作者 徐鲁帅 王赟磊 +2 位作者 张帆 郝木明 袁小阳 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期56-63,共8页

针对快变升速、密封腔压力波动、轴系扰动等扰变工况导致的非接触式机械密封动环与静环碰摩、泄漏加剧及动力失稳等问题,提出了一种内径螺旋槽、外径波锥槽和中间坝区组合的新型表面结构,并将其与螺旋槽、波锥坝槽的降漏减振功效进行了... 针对快变升速、密封腔压力波动、轴系扰动等扰变工况导致的非接触式机械密封动环与静环碰摩、泄漏加剧及动力失稳等问题,提出了一种内径螺旋槽、外径波锥槽和中间坝区组合的新型表面结构,并将其与螺旋槽、波锥坝槽的降漏减振功效进行了比较。首先,建立了扰变工况下摩擦学与动力学耦合的数学模型;然后,基于给定扰动工况的表征函数,全时间域联立求解含流量因子、接触因子、挤压项与考虑质量守恒空化边界的润滑方程、Jackson-Green接触方程及补偿环轴向动力学方程;最后,以承载力、泄漏量、膜厚为主要指标,对3种表面结构的瞬态响应进行了对比分析。结果表明:新型组合槽在多类扰变工况下具有出色的密封性能与稳定性,启动阶段泄漏量始终保持在最低水平,与波锥槽脱开转速相差500 r/min,压力波动工况下组合槽膜厚振动最大幅值仅为3μm,与螺旋槽相比,轴系扰动工况下其接触冲击载荷减小12 kN,瞬时泄漏量减少400 L/h。研究结果可为扰变工况下表面结构优化设计与稳定性提升提供参考。 展开更多

关键词 机械密封 表面结构 瞬态特性 扰变工况 稳定性

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静压式机械密封流固耦合的理论分析 被引量：9

7

作者 刘向锋 魏琳宗 +1 位作者 黄伟峰 刘莹 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1839-1843,共5页

针对一种收敛间隙静压式机械密封,建立了机械密封流固耦合模型,采用有限元方法求解不可压缩Reynolds方程,得到密封间隙流体压力分布,采用ANSYS有限元软件计算密封组件的弹性变形,利用两者之间自动迭代计算实现流固耦合分析。结果表明,... 针对一种收敛间隙静压式机械密封,建立了机械密封流固耦合模型,采用有限元方法求解不可压缩Reynolds方程,得到密封间隙流体压力分布,采用ANSYS有限元软件计算密封组件的弹性变形,利用两者之间自动迭代计算实现流固耦合分析。结果表明,高压工况下,静压式机械密封间隙的压力分布受到密封端面变形的影响,同时又会影响到端面的变形。该流固耦合分析考虑了密封组件之间的接触摩擦和预紧作用,能够准确反映高压流体和密封结构的相互影响。计算得到的泄漏量与实验值吻合,对特殊工况下静压式机械密封的流固耦合研究具有参考意义。 展开更多

关键词 机械密封 流固耦合 有限元

原文传递

机械密封摩擦副端面形貌的分形特性 被引量：7

8

作者 魏龙 顾伯勤 +3 位作者 冯飞 冯秀 孙见君 黄建 《石油化工高等学校学报》 CAS 2009年第2期59-62,共4页

介绍了表征粗糙表面形貌分形特征的Weierstrass-Mandelbrot函数式,分析了判断粗糙表面形貌分形特性的功率谱法和结构函数法。采用AF-LI型触针式表面轮廓测量仪测量了GY70型机械密封摩擦副端面的径向及周向轮廓曲线。利用结构函数法分析... 介绍了表征粗糙表面形貌分形特征的Weierstrass-Mandelbrot函数式,分析了判断粗糙表面形貌分形特性的功率谱法和结构函数法。采用AF-LI型触针式表面轮廓测量仪测量了GY70型机械密封摩擦副端面的径向及周向轮廓曲线。利用结构函数法分析了端面轮廓的分形特性,通过计算得出动环端面径向和周向分形维数分别为1.293,1.291,静环端面径向和周向分形维数分别为1.288,1.283。研究结果表明,GY70型机械密封摩擦副动、静环端面轮廓均具有统计自仿射分形特性且各向同性。 展开更多

关键词 机械密封 端面形貌 分形特性 结构函数

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SLK型涡流空气分级机动态气流密封装置设计 被引量：6

9

作者 李进春 李双跃 +1 位作者 任朝富 李洪 《煤矿机械》 北大核心 2007年第10期5-8,共4页

密封的好坏对涡流空气分级机的分级成品质量有重要影响。对传统机械密封方式的结构及其原理进行分析,指出其特点与不足,并应用动态叶轮密封原理,设计一种新型动态气流密封装置,在生产中应用取得良好效果。

关键词 涡流空气分级机 机械密封 气流密封 密封结构

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锥形叶片式泵效环内部流场特性及泵送性能 被引量：6

10

作者 宋鹏云 贺鹏程 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期327-332,共6页

锥形双向旋转泵效环由于泵送能力强,许用间隙大,近年在机械密封循环冷却系统中获得了广泛应用.为了充分了解该类锥形泵效环引起的流体流动规律,基于CFD软件,对锥形双向旋转泵效环和密封腔之间的三维不可压缩流场进行了数值模拟,得到了... 锥形双向旋转泵效环由于泵送能力强,许用间隙大,近年在机械密封循环冷却系统中获得了广泛应用.为了充分了解该类锥形泵效环引起的流体流动规律,基于CFD软件,对锥形双向旋转泵效环和密封腔之间的三维不可压缩流场进行了数值模拟,得到了泵效环内部流场的压力分布、速度分布和空化现象,揭示了泵效环工作过程流体运动的规律,对泵效环的泵送能力进行预测,获得了其扬程-流量曲线,在流量为2~3 L/min时,扬程为4.0~2.5 m,并将其与文献的试验结果进行了对比.分析了不同结构参数对泵效环扬程-流量关系的影响.结果表明：叶片厚度、叶片数、密封腔间隙距离及叶片出口角度对泵效环的性能均有一定的影响.增加叶片厚度,扬程略有增加;增加叶片数,扬程增加明显;增加密封腔间隙,则扬程减少;增加叶片出口角,扬程有所增加.出口角从55°增加到80°,扬程增加约10%. 展开更多

关键词 锥形泵效环 机械密封 数值模拟 泵送能力 结构参数

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静压式机械密封结构参数研究及优化设计 被引量：6

11

作者 魏琳宗 刘向锋 +1 位作者 黄伟峰 刘莹 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期20-23,共4页

针对一种收敛间隙静压式机械密封,建立流场的数值计算模型。采用有限元方法,在密封闭合力一定的条件下,对端面结构参数对密封性能的影响进行研究。利用MATLAB优化工具箱软件,以最大静态刚度为优化目标,对结构参数进行优化设计。结果表明... 针对一种收敛间隙静压式机械密封,建立流场的数值计算模型。采用有限元方法,在密封闭合力一定的条件下,对端面结构参数对密封性能的影响进行研究。利用MATLAB优化工具箱软件,以最大静态刚度为优化目标,对结构参数进行优化设计。结果表明,密封端面锥角和转折半径均对密封性能有显著影响。通过优化设计,可以得到在一定泄漏量范围内实现最大静态刚度的设计参数。 展开更多

关键词 机械密封 有限元方法 结构参数 优化设计

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新型螺旋槽干气密封流固耦合分析 被引量：4

12

作者 张伟政 赵吉军 +1 位作者 张献中 张琦璇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-10,共10页

传统螺旋槽在背风口处有一处明显的低压区,影响螺旋槽的密封性能。为提高传统螺旋槽的密封性能,在传统螺旋槽的基础上提出一种新型螺旋槽结构。该槽型在传统螺旋槽的背风处一侧并列了一个槽根半径不同短槽,且两槽的槽深相等,形成一个槽... 传统螺旋槽在背风口处有一处明显的低压区,影响螺旋槽的密封性能。为提高传统螺旋槽的密封性能,在传统螺旋槽的基础上提出一种新型螺旋槽结构。该槽型在传统螺旋槽的背风处一侧并列了一个槽根半径不同短槽,且两槽的槽深相等,形成一个槽根较长的新型螺旋槽结构。通过建立传统螺旋槽与新型螺旋槽的几何模型,利用ANSYS仿真软件对2种槽型进行数值模拟。结果表明,新型螺旋槽的开启力、泄漏量及刚度等干气密封性能均优于传统螺旋槽。对流固耦合下的密封环进行应力、变形分析,对比2种槽型密封环在相同操作参数下的流固耦合应力、变形等的差异。计算结果表明:随着转速与入口压力的增加,2种槽型的动、静环最大应力、变形量均呈现上升趋势,且动环的最大应力、变形量始终大于静环,新型螺旋槽的最大应力、变形量始终大于传统螺旋槽。 展开更多

关键词 螺旋槽干气密封 密封环 机械密封 流固耦合

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聚丙烯环管反应器大轴流泵机械密封的国产化研究 被引量：4

13

作者 邱吉辉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2005年第9期17-20,共4页

对大轴流泵的机械密封进行了国产化研究,并取得了成功。国产的机械密封克服了原进口机械密封存在的一些问题,性能优于进口机械密封,为国产轴流泵的开发提供了保证,性能可靠,可满足长周期安全生产的需要。

关键词 聚丙烯大轴流泵 机械密封 结构特点 国产化

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基于响应面法的船舶艉轴密封结构的优化设计 被引量：3

14

作者 郑娆 张敬博 +3 位作者 李双喜 陈杨 闫欣欣 赵祥 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第11期1544-1550,1626,共8页

由于船舶密封长期处于复杂工况下,会使其密封性能大幅度下降,针对这一问题,对船舶艉轴密封结构优化设计问题进行了研究。首先,分析了船舶艉轴密封结构原理,并定义了摩擦功耗、密封端面最大变形、泄漏量为密封性能参数;然后,采用有限元方... 由于船舶密封长期处于复杂工况下,会使其密封性能大幅度下降,针对这一问题,对船舶艉轴密封结构优化设计问题进行了研究。首先,分析了船舶艉轴密封结构原理,并定义了摩擦功耗、密封端面最大变形、泄漏量为密封性能参数;然后,采用有限元方法,建立了船舶艉轴密封性能分析模型,确定了研究路线,通过计算得到了不同结构参数下船舶艉轴密封的密封性能变化规律;最后,采用响应面方法对密封动静环典型结构参数进行了多目标优化,建立了各密封性能参数的目标方程,通过设置各优化目标的满意度,得到了最优典型结构参数;搭建了船舶艉轴密封的实验台,对模拟结果进行了验证。研究结果表明:优化结构相较初始设计结构降低了9.8%的端面变形和5.7%的泄漏量;由此可见,该优化结构能够有效提高船舶密封的密封性能,可以为船舶艉轴密封的设计与优化提供思路。 展开更多

关键词 机械密封结构 整体密封性能参数 摩擦功耗 密封端面最大变形 泄漏量 密封静环优化 结构参数优化

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高温油泵机械密封失效原因分析 被引量：3

15

作者 邓宗华 张洪 张鹏飞 《机械》 2018年第9期77-80,共4页

油泵超过300℃即属于高危泵。泵厂原采用单端面波纹管密封,但使用周期短、更换频率较高,严重影响了生产,甚至密封一旦失效、泄漏的高温油介质将直接进入大气起火燃烧。为了装置的安全,对油泵机械密封进行了改造,采用双端面波纹管密封、... 油泵超过300℃即属于高危泵。泵厂原采用单端面波纹管密封,但使用周期短、更换频率较高,严重影响了生产,甚至密封一旦失效、泄漏的高温油介质将直接进入大气起火燃烧。为了装置的安全,对油泵机械密封进行了改造,采用双端面波纹管密封、冲洗方案PLAN41+53B,但仍存在密封使用寿命短的问题,为此对该油泵的机械密封及系辅助统进行了拆解和分析,找到了问题产生的原因,通过改进机械密封的结构及冲洗方法,提高了密封寿命。 展开更多

关键词 高温油泵 失效分析 机械密封结构 冲洗方案

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潜深艉轴机械密封热固耦合变形特性分析 被引量：3

16

作者 王刚伟 王娟 +3 位作者 田佳彬 卢明剑 欧阳武 汤敏 《船海工程》 北大核心 2022年第4期80-85,共6页

为了解深水环境下以高分子材料为摩擦副的机械密封性能,建立机械密封热固耦合模型,分析介质压力、摩擦系数和弹簧比压对机械密封热变形的影响,结果表明,随着介质压力、摩擦系数和弹簧比压的增大,机械密封摩擦副的最高温度也随之增大,但... 为了解深水环境下以高分子材料为摩擦副的机械密封性能,建立机械密封热固耦合模型,分析介质压力、摩擦系数和弹簧比压对机械密封热变形的影响,结果表明,随着介质压力、摩擦系数和弹簧比压的增大,机械密封摩擦副的最高温度也随之增大,但摩擦系数和弹簧比压引起的温升相对更大;介质压力对摩擦副静环未接触部位的轴向变形影响较大,但对摩擦副动环的轴向变形基本没有影响;介质压力、摩擦系数和弹簧比压对接触面积的影响不同,导致摩擦产生的热量不同,从而引起热变形上的差异。 展开更多

关键词 机械密封 高分子材料 热固耦合 船舶 潜深

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一台立式底搅拌反应釜的结构设计 被引量：3

17

作者 李玮 易树春 《中国井矿盐》 CAS 北大核心 2004年第4期38-40,共3页

立式底搅拌反应釜是一种常见的化工设备,本文针对生产过程中需加热且有固体结晶颗粒产生时,设备结构设计应注意的问题,采取的措施,介绍了一种方法。

关键词 立式底搅拌反应釜 结构设计 化工设备 固体结晶颗粒 机械密封

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多孔扇形分布端面机械密封的结构优化 被引量：3

18

作者 彭旭东 吴朝辉 +1 位作者 孟祥铠 卢碎榜 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第6期521-525,共5页

以微型多孔扇形分布光滑端面机械密封为对象,建立了表征密封端面运行状态的物理方程,并采用有限单元法求解了端面流体膜压力的控制方程,即二维稳态Reynolds方程;给出了流体膜刚度、端面开启力、泄漏率和流体膜刚漏比等主要密封性能参数... 以微型多孔扇形分布光滑端面机械密封为对象,建立了表征密封端面运行状态的物理方程,并采用有限单元法求解了端面流体膜压力的控制方程,即二维稳态Reynolds方程;给出了流体膜刚度、端面开启力、泄漏率和流体膜刚漏比等主要密封性能参数的计算表达式;在给定操作参数条件下,分析研究了这些密封性能参数受微型多孔端面扇形区的数量k,周向开孔比α与径向开孔比β,以及微孔半径rp与深径比ε等微孔几何参数影响的规律,提出了获得优良密封性能的几何参数优选原则和优选范围.结果表明,在给定操作参数和密封介质性质的条件下,扇形区块数和微孔径一定时,微孔深径比对机械密封性能的影响最明显,其次是周向开孔比和径向开孔比,且当ε=0.003~0.007,α=0.3~0.5,β=0.45~0.85时,多孔端面密封可获得最佳综合性能. 展开更多

关键词 多孔端面 机械密封 光滑端面 结构参数

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锅炉循环水泵机械密封设计探讨 被引量：2

19

作者 王耀红 杨光 《排灌机械》 2003年第1期12-14,共3页

通过IR型热水循环泵轴封结构的更新设计实践,阐述了在水温150℃下机械密封的正确设计方法和组合式密封结构专利技术的优点。实践表明,该组合式密封结构作为锅炉热水循环泵的轴封使用是可行的,可以推广应用。

关键词 锅炉 机械密封 设计 组合式密封结构 热水循环泵

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泵用机械密封端面结构对流场特性的影响分析 被引量：2

20

作者 李宁 穆塔里夫·阿赫迈德 《液压与气动》 北大核心 2020年第12期75-80,共6页

依据泵用机械密封动、静环端面结构的夹角大小,建立平行、收敛、扩散三种间隙类型的流体膜三维模型,通过添加实际工况条件下的边界条件,数值模拟其流体膜的压力、承载力分布规律,结果表明,平行间隙中流体膜压力呈线性分布,而收敛、扩散... 依据泵用机械密封动、静环端面结构的夹角大小,建立平行、收敛、扩散三种间隙类型的流体膜三维模型,通过添加实际工况条件下的边界条件,数值模拟其流体膜的压力、承载力分布规律,结果表明,平行间隙中流体膜压力呈线性分布,而收敛、扩散间隙压力呈非线性分布,且收敛间隙中的流体膜压力大于扩散间隙中的压力;而平行间隙流体膜承载力要大于扩散间隙,而小于收敛间隙;同时探究了端面间夹角大小,转速对流体膜压力和承载力的影响规律,探究结果为泵用机械密封端面间隙类型的选择提供了理论指导,也为后续密封环变形对流场特性影响的研究打下了基础。 展开更多

关键词 机械密封 端面结构 间隙流体膜 压力分布 承载力

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