直径很大且弹性区厚度不到5mm的密封盘作为高压换热器的核心结构,一旦发生变形将导致整个设备瘫痪。通过对密封盘建立三维几何模型,并利用ANSYS Workbench软件进行结构模拟分析,分析结果为:在高压换热器运行初期,密封盘的变形量很小,主要失效形式是腐蚀形成微裂纹而失效;若在高压换热器运行时密封盘受力过大,就会发生密封盘变形失效。

为揭示干气密封端面间摩擦振动规律,通过对密封端面在干摩擦状态下的微观形貌与受力进行分析,基于分形理论构建包含分形参数的密封端面法向位移激励,以及干气密封在干摩擦状态下的两自由度摩擦振动系统模型,并对摩擦振动系统模型的影响因素进行数值分析。研究结果表明:法向振动位移和速度随着分形维数与转速的增大先增大后减小;密封环面分形维数在1.3左右,以及密封环面平均滑动速度为67.86 m/s时会导致密封端面在法向出现共振现象;法向振动位移和速度随着特征尺度与摩擦因数的增大而增大;法向振动以准周期的高频微幅振动规律变化,相比于特征尺度,分形维数对法向振动的影响更加显著,而摩擦因数对法向振动来说不是一个敏感因素;切向振动位移和速度随着摩擦因数的增大而增大,而且以周期性的高频微幅振动规律变化;摩擦因数对系统切向振动

为揭示干气密封端面间摩擦振动规律,通过对密封端面在干摩擦状态下的微观形貌与受力进行分析,基于分形理论构建了包含分形参数的密封端面法向位移激励以及干气密封在干摩擦状态下的两自由度摩擦振动系统模型。为验证模型的合理性和正确性,搭建了干气密封摩擦振动实验测试平台。对不同工况下的理论与实验结果进行对比分析,结果表明:当载荷一定时,理论模型计算振幅与实验测试振幅均随着转速的增大而增大;当转速一定时,理论模型计算振幅与实验测试振幅均随着载荷的增大而增大;在相同工况下,理论模型计算振幅与实验测试振幅接近,且理论值普遍大于实验值。