基于高参数旋转装备对密封低泄漏和长稳定的苛刻要求,提出一种环形微槽浮动密封;考虑偏心气膜收敛问题,定义了Rayleigh台阶对气膜周期的突变性,并应用小扰动法建立瞬态Reynold方程,获得压力和膜厚的扰动微量关系式;构建动态刚度与动态阻尼矩阵,并研究槽型结构与工况对动态特性系数的影响。研究结果表明交叉刚度kxy和kyx的曲线与交叉阻尼cxy和cyx的曲线分别呈现对称性,主刚度kxx和kyy、主阻尼cxx和cyy的变化规律保持一致;在-20°与30°螺旋角下主刚度达到了最大值;在槽数为10时主刚度、主阻尼达到了最大值,同时交叉刚度之差与交叉阻尼之和趋于0,说明槽数为10时利于密封稳定;在转速超过38000 r/min后密封系统有可能发生不稳定;压差对密封压力流和剪切流有明显的影响,使得密封系统处于涡动发散阶段;在大偏心下,楔形效应的增强抵抗了气膜压力与厚度分...

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。

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。

径向间隙对浮环密封性能至关重要,径向间隙过大导致泄漏量超标,径向间隙过小导致高温条件下浮环与转轴碰磨而失效。利用ANSYS Workbench分析软件,建立镶装式浮环密封数值计算模型,分析操作参数、结构和材料对径向间隙的变化规律。结果表明：镶装式浮环较之整体石墨浮环,更加有利于调整浮环密封的径向间隙;镶装式浮环密封的过盈量对径向间隙影响较小,但过盈量可以影响镶装环和石墨环的脱镶温度;选择较大线膨胀系数的镶装环和较小弹性模量的石墨环可以有效避免转轴与浮环碰磨。

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。

气膜浮环密封结构尺寸小,工作性能稳定,在高温高速等气体密封领域广泛应用。使用FLUENT软件,建立数值分析模型,计算了不同条件下气膜浮环密封的上浮力、泄漏量和实际偏心率等特性参数,通过实测结果验证了数值模型的正确性。研究结果表明:较大偏心率和节流长度能增加浮环的上浮力,过大和过小的操作压力和径向间隙不利于浮环上浮。研究结果为浮环密封结构的优化设计和操作参数的设定提供了一定的参考。

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.