针对双浮动端面密封的结构,建立密封二维轴对称非线性接触模型,提取浮动密封环谷半径和锥面角两个关键参数,利用有限元方法计算并分析这两个参数和橡胶O形圈压缩率对密封性能的影响。结果表明:随着浮动环谷半径和锥面角的增大,O形圈von Mises应力、接触压力、密封端面相对变形及轴向力相应增大;锥面角对以上性能参数的影响随着谷半径的增大而显著增加;轴向力同O形圈压缩率成正比,且增幅随着压缩率的增大而增大;浮动环端面产生由内径向外径处呈发散型的变形。通过设计浮动密封轴向力测量装置,实验验证有限元计算模型具有较好的可靠性。

介绍了一种用于模拟泥水工况下运行的大轴径双浮动端面密封试验装置,分析了密封试验装置的研制背景,描述了试验腔体的结构组成、工作原理,以及循环系统的方案设计和操作流程。该试验装置设计合理,结构可靠,既能同时模拟测试2套双浮动密封在泥水环境下的运行工况,又保证了密封处于良好的润滑环境,为相关密封试验装置的设计提供了借鉴。

针对低压气态螺旋槽上游泵送机械密封,采用有限差分法建立密封端面润滑分析模型,研究单螺旋角、双螺旋角螺旋槽对密封性能的影响规律。分析结果表明,在低转速时,端面间的开启力、气膜刚度随着螺旋角的增大,不断下降,而泄漏量不断增大;在高转速时,端面间的开启力、气膜刚度随着螺旋角的增大先增大后降低,而泄漏量先减小后增大;双螺旋角螺旋槽在密封端面形成的最大开启力优于单螺旋角,且工作面螺旋角大于背面螺旋角时,更易获得较大的端面开启力。该文研究内容可为螺旋槽上游泵送机械密封结构优化提供更多方向。

为研究双叶片螺旋离心泵叶轮内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准k-ε湍流方程以及SIMPLE算法,应用流体动力学软件对双叶片螺旋离心泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多粒径及初始固相体积浓度条件下的固相体积浓度分布规律。通过分析可得到固体颗粒存在由叶片压力面向吸力面迁移的趋势,同时有从轮毂侧向轮缘侧运动的趋势;通过外特性分析得到了相同粒径下水泵扬程随固相浓度的升高而减小,相同固相浓度下水泵扬程随粒径的增大而减小的变化趋势。

针对输送高温气体介质的大轴径风机所采用的液体润滑双端面机械密封开展热力耦合分析研究,具有重要的工程实际意义。将动静密封环视为一体并采用参数化扫描功能对密封结构参数进行优化分析。研究表明:在高温、低压工况下,高温介质热传导对介质侧密封温度场的影响占主导;对介质侧的密封结构设计,不仅要从减少端面产热的角度出发,而且要对密封环进行有效地冷却降温。

该文通过对高参数螺杆装置运行状态的分析,设计出了符合其运行工况的机械密封及其密封保障系统。机械密封在螺杆装置上的成功应用,为该装置的长周期可靠运行提供了保证,提高了产量,提升了效率。

采用有限差分和有限元相结合的方法,通过建立耦合模型,分析镶嵌式流体动压型机械密封的配合公差对密封性能的影响。通过计算表明,选定的四种配合公差对机械密封的密封性能影响较小;配合公差对密封性能的影响与镶嵌结构和材料有关。针对该次计算结果和日常使用所遇到问题,建议在满足安全裕量的情况下,宜选取低级别的配合公差,并确保用于过盈连接的金属与密封环材料具有相同或非常接近的膨胀系数;针对过盈配合连接件内部的残余应力问题,可先对组件进行热处理,经处理后再对密封端面进行研磨。在经过上述处理后,可大大降低镶嵌式机械密封由于过盈而导致的失效风险。

该文分析研究了机械密封在运行过程中的失效现象,以及这些失效现象发生的原因和机理。提出了机械密封运行过程中的合理维护措施,使机械密封保持良好的密封性能,为其拥有长寿命提供了保证。

该文通过对某型高压海水泵机械密封失效机理的分析,优化设计出了符合其实际运行工况的机械密封产品。该机械密封产品在高压海水泵上的长周期可靠运行,为正常的生产活动提供了保证,也进一步证明了设计的合理性。

在叶片式流体机械CFD数值模拟的网格划分阶段,用ANSYS ICEM生成网格时易出现＂有洞＂现象.通过不断改变质心点的位置,分析出现这种现象的原因,探索解决叶片式流体机械CFD数值模拟中网格划分时易出现＂有洞＂问题的办法.指出正确地创建体是解决这种问题的关键;阐述如何正确地创建体,以及正确创建体的2种方法.经实例验证表明,2种创建体的方法对解决网格划分中的＂有洞＂问题很有效,能够顺利地生成符合数值计算所需要的网格.对于结构简单的部分用两基点法创建体比较快捷,对于结构和几何形状复杂的部分用表面法创建体,可以迅速解决＂有洞＂问题.