方向性微孔端面液體密封的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、機(jī)械密封表面具有方向性特征的形貌可以改變潤(rùn)滑液膜的流向,對(duì)流體產(chǎn)生導(dǎo)向和匯聚作用,并顯著提升多孔端面的動(dòng)壓效應(yīng),減少密封端面的泄漏和摩擦磨損。針對(duì)圓形微孔在低速高壓下動(dòng)壓效應(yīng)較弱的局限性,提出采用不同排布、不同端面形狀方向性微孔端面密封進(jìn)行改善,并進(jìn)行了有關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研究。
  首先,考慮到密封端面間液膜的空化現(xiàn)象,基于流體潤(rùn)滑理論和質(zhì)量守恒的JFO空化理論,建立了方向性微孔端面密封的理論模型,定義了方向性微孔幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和密封性

2、能參數(shù),研究了端面液膜壓力場(chǎng)的求解方法,并對(duì)計(jì)算程序的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證,確保了后續(xù)理論模擬和計(jì)算方法的正確性。
  其次,基于上述理論模型和計(jì)算方法,在不同操作參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)下,對(duì)不同排布方式、不同端面形狀的方向性微孔端面密封的密封性能進(jìn)行了對(duì)比分析,揭示了方向性微孔產(chǎn)生高動(dòng)壓效應(yīng)、低泄漏率的機(jī)理,并獲得了微孔端面密封幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選值。結(jié)果表明:在相同操作條件下,相比于圓形微孔,方向性微孔提升了密封端面的流體動(dòng)壓特性,降低

3、了端面泄漏率;其中長(zhǎng)方形微孔端面密封的動(dòng)壓效應(yīng)最顯著,菱形微孔端面密封的泄漏率最低,橢圓微孔端面密封的綜合性能最佳。
  最后,針對(duì)蘭州石化公司催化劑微球泵用機(jī)械密封可靠性低的問(wèn)題,提出了雙列方向性橢圓微孔端面密封新結(jié)構(gòu)和彈簧外置背冷式改進(jìn)結(jié)構(gòu),在不同彈簧比壓、不同端面形狀微孔密封端面和密封介質(zhì)含一定顆粒濃度下,進(jìn)行了室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。結(jié)果表明:雙列方向性橢圓微孔能夠使密封端面獲得最低摩擦扭矩、溫升和磨損量,這種新型密封

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