文档介绍：西华大学
硕士学位论文
螺旋槽干气密封端面流场的数值模拟及参数研究
姓名:李凤芹
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:王强
20080401
螺旋槽干气密封端面流场的数值模拟及参数研究机械设计及理论专业研究生李凤芹指导教师王强螺旋槽干气密封作为一种非接触式并且能理论上达到“零泄漏男滦兔封,与其它密封相比,具有可靠性好、寿命长、环保、经济等优点,在石油化工领域的应用越来越广泛。目前关于干气密封的研究也进行了大量的工作,然而目前大部分研究工作都是集中在将问题简化为二维模型进行分析气膜的流场,本论文的目的就是通过建立符合实际物理模型的三维螺旋槽气体密封的数学模型,对气体密封进行数值模拟研究。本文在螺旋槽气体端面密封分析中,根据有限元分析原理,建立了假设条件下的数学模型,详细推导了气膜压力场的稳态控制方程,然后对控制方程进行离散,得到离散方程组,推导了气体端面密封一般的有限元分析方法。基于近代计算流体力学目焖俜⒄梗谧酆瞎谕獾拇罅课南鬃柿系基础上,本文着重从计算流体力学嵌取⒋诱鑫醇蚧牧魈辶ρЭ刂品程出发,基于有限体积法,采用对螺旋槽密封气膜的流场进行建模,划分网格,解决了微尺度和宏观尺度相结合而导致的网格划分的难点,并应用流体分析软件,求解模拟得到了气膜的流场,并与文献实验值相比较,得出了正确的气膜压力场,并对密封特性做了相应的理论分析。在对螺旋槽密封端面流场进行正确分析的基础上,本文深入地对气体端面密封的稳态特性、密封参数对密封性能饕J切孤┝亢推じ斩的影响进行分析研究,并结合实例对螺旋槽干气密封端面槽形参数进行优化,以保证最低泄漏量的同时得到最大气膜刚度,’从而为进一步的研究奠定基础。总之,本文通过对螺旋槽气体端面密封特性的深入研究,为螺旋槽气体密西华大学硕士学位论文
封的工程设计及应用提供了理论支持,还为以后的动态、力变形和热变形等研究打下理论基础。关键词:螺旋槽;干气密封;籉谎沽Τ西华大学硕士学位论文
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聊躲礞册男年岁月乡日作者签名:李闼苛声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西华大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的,论文成果归西华大学所有,特此声明。薰炅嗽西华大学硕士学位论文
年在P偷幕∩希捎酶幢浜=潜浠焕砺劢菪髀螺旋槽干气密封的理论研究现状机械密封的性能进行了研烈俊辏琒对平面、,瓽吞岢隽寺菪壑岢懈拍睿婧螅琖在压力线性分布假设基础上,研究了等间距排列的平面平行槽与平板间的流体流动【。槽模型转化成平行直线槽模型,其结果适应于可压缩性介质,提出了较完整的螺旋槽轴承理论【俊干气密封就是在气体润滑轴承的基础上发展起来的。其中以螺旋槽密封最为经典。年,?裳顾趿魈宓亩嗣婷芊獾难沽π纬和静态稳定性进行了讨论,阐述了端面间所存在的流体动压效应【。年,菪劢平馕隼砺壑苯佑糜诿芊庋芯浚杂谕淝铱S新菪鄱嗣体端面密封进行研究分析,用直角坐标系的窄槽理论和有限差分法来求解方程,得到承载力、功率消耗、泄漏量和刚度系数】捎靡恢只谡芊饷娴牟巯呓╛立甊匠痰慕馕龇椒ǎ玫匠性力、功率消耗、泄露量和刚度系数等密封性能参数。但由于该方法的不严谨和不方便,未能获得广泛应用【俊辏珿对螺旋槽非接触机械密封的基本问题进行了较全面的论述,该文献作为重要著作于年重新发表。在此基础蟂和仍谘芯扛咚僖貉跬钙奖玫穆菪燮宥嗣婊得芊庵锌悸了惯性力的影响S捎诟梅椒ǖ募蚪嗍涤枚竦霉惴旱挠τ茫恢毖赜弥两瘛年,等对螺旋槽气体端面密封进行了动态分析,,尤其是螺旋槽密封近似解析方法,基本上都源籑菪壑岢欣砺邸S捎诳刂品匠讨苯忧解的困难,解析法不得不做必要的简化,随着计算机的发展,数值分析成为研究开槽机械密封、轴承等性能强有力的手段。求解猄方程的数值方法总体上分年