介绍合成气压缩机、氨气压缩机结构及运行情况,分析氨气压缩机浮环密封跑油原因,针对2台压缩机浮环密封进行国产化使用,不仅提高使用周期,且大幅度节约备件采购费用。

通过对裂解气压缩机轴封结构的分析,找到密封油的泄漏点,采取更换汽封的措施,消除密封油的异常损失。对裂解气压缩机工艺系统的分析,找到引起裂解气中携带碱液的原因,并及时采取有效措施,避免碱洗塔中的碱液进入裂解气中腐蚀汽封,从根本上解决密封油的泄漏问题。

针对航空发动机石墨浮环密封端面磨损问题,基于修正的分形接触理论及Archard磨损理论,从微观角度推导出石墨浮环密封端面的分形磨损预估模型,并采用文献实验数据验证模型的合理性。最后通过数值仿真方法分析研究表面形貌参数及工况参数对浮环密封端面磨损率的影响规律。研究结果表明:石墨浮环密封端面磨损率随着分形维数的增加,先增大后减小,当分形维数处于1.45~1.65时存在最小磨损率;当分形维数一定时,石墨浮环密封端面的磨损率随表面特征尺度、摩擦因数及浮环滑移速度的增大而增大;石墨浮环密封端面的磨损率主要与频率指数最小等级及后续的7个等级微凸体相关,其余微凸体对整个浮环密封端面的磨损率影响可忽略不计。

针对应用于航空发动机的高速气膜镶装式浮环密封,探究密封在不同结构参数、启动方式、材料结合等多因素下的开启性能。建立镶装环-石墨环-跑道的固体域模型和气膜流体域模型,得到了工作气膜厚度、气膜流场压力分布;计算密封受力,得到了密封上浮力、闭合力和开启转速等密封开启性能参数。分析镶装环与石墨环的厚度比和宽度比、镶装环-石墨环配对材料、镶装环-跑道配对材料等因素对密封开启转速的影响。搭建浮环密封试验台和浮环位移监测系统,通过试验验证了数值模拟结果。研究结果表明:浮环的镶装结构能有效改善升温时石墨环与跑道间隙减小而导致密封失效的问题;镶装环材料是影响密封开启性能的敏感参数,密封开启性能随材料线膨胀系数的升高而快速降低;镶装环与跑道的材料配对情况是影响密封开启性能的重要因素,镶装环与跑道...

为揭示不同温度工况下浮环密封封严间隙的变化过程,采用有限单元法和CFD进行了数值计算,并结合试验研究,获得了不同封严气体温度下浮环密封的封严间隙。数值计算得到的泄漏量与试验结果的最大偏差为13.1%,最小偏差为-5.05%,偏差的标准差≤7.23%。数值计算结果与试验结果一致。揭示了不同封严气体温度下封严间隙的变化过程,获得了不同封严气体温度下有效的浮环密封泄漏特性的计算方法 (流程)。

针对浮环气膜密封在运行过程中气膜刚度较低,密封副易碰磨的问题,提出了在轴套表面开设微槽提高气膜承载力进而提高气膜密封系统的稳定性。基于气体润滑理论,建立了浮环气膜密封的稳态特性数学分析模型,并采用有限差分法进行对压力场进行了求解,计算获得了浮环气膜密封的稳态特性参数,并探究了不同工况及结构参数对气膜径向刚度的影响规律。分析结果表明:随着压强、转速和偏心率的增大都可引起气膜浮升力的提高及径向气膜刚度增大,从而改善了密封系统的稳定性,其中转速为20000r/min,入口压力为0.9MPa时,偏心率取值0.6和螺旋角取值30°时,气膜承载力最佳,气膜刚度最大,可显著提升密封装置维稳和抗振性能。该研究对浮环密封系统设计提供了一定的参考。

考虑温度的影响,建立浮环密封力学特性流固热耦合数值求解模型,在验证计算方法准确性的基础上,研究浮环密封的流场特性,以及石墨烯、石墨、铝合金以及碳化硅4种材料的浮环密封在不同进口压力、温度时的力学特性。结果表明:浮环密封在偏心时,由于楔形间隙的存在,气流经过这种结构产生流体动压效应,在较薄的流体域一侧形成局部高压区,较厚的一侧压力无明显变化,而温度沿轴向方向逐级升高,且偏心率越大,偏心位置的温度越大;浮环密封流体域温度随着进口压力的升高而降低,因温度影响材料的属性,使得不同材料的浮环密封结构对温度会很敏感;不同材料浮环密封的变形量随进口压力的增加而减小,应变也随着进口压力的增加而减小;4种材料浮环密封的变形量与应力均随着进口温度的增加而增大。

阐述了全液压钻机浮动式配油套和相关浮环密封的工作原理;概括了近年来对浮环密封结构、密封性能的理论研究和优化改进;介绍了目前钻机配油套常用结构和研究进展,并对该研究中存在的理论建模、分析等方面的不足做了简要的总结。

介绍了螺旋槽气膜浮环密封的结构特点，利用CFD—FLUENT软件分析比较了普通浮环、无坝区螺旋槽浮环和有坝区螺旋槽浮环3种结构的密封性能，建立了螺旋槽几何结构参数变化对浮升力、泄漏量等影响的规律曲线。计算结果表明：有坝区螺旋槽浮环结构密封性能最好；螺旋槽结构参数对密封特性影响较大，综合考虑较小的泄漏量和较大的浮升力，取较小的螺旋角，槽数26～30，槽长7—9mm，槽深25um左右，槽宽比0．5较适宜。

流体密封作为一门新兴的工程技术学科正越来越受到各行业的关注.本文对流体密封的定义、作用、重要性、分类、涉及的主要学科、主要应用领域以及最新进展作一简单介绍并阐述了高速透平压缩机轴封经历的四个发展阶段:迷宫密封、浮环密封、机械密封、干气密封.干气密封是最先进的轴端密封形式已在炼油、化工等行业高速透平压缩机上得到越来越广泛的应用.