| 题名 | 螺旋槽干气密封气膜润滑摩擦特性研究 |
| 作者 | 徐洁 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 丁雪兴 |
| 关键词 | 干气密封 螺旋槽 有限差分法 有限体积法 润滑 摩擦 粘性耗散 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 干气密封因其损耗低、泄漏小的特点被广泛用作旋转机械的轴端密封,它的设计和研发涉及装置结构、材料选择、安装方式等多个方面,其中,决定密封性能的关键是密封副间的润滑气膜。在干气密封系统稳定运行的过程中,动静密封副的微间隙使装置保持流体润滑状态,相应的主要摩擦就来源于流体间的内摩擦。随着旋转机械向极端工况条件、大尺寸结构参数、多样化介质种类等方向发展,干气密封润滑气膜的摩擦作用日益凸显,由此引起的端面温度升高、摩擦副热力变形等问题严重缩短了干气密封系统的服役寿命,可见,对干气密封润滑气膜摩擦特性进行研究具有重要意义。本课题针对螺旋槽干气密封结构,基于MATLAB软件,采用中心差分法和超松弛迭代法耦合求解气膜压力控制方程和气膜厚度控制方程,获得润滑气膜厚度和压力分布。同时,建立气膜三维计算模型,利用ICEM划分结构化网格,利用Fluent对流场进行仿真模拟。选择气膜开启力和气膜摩擦力作为对比目标,分析表明:两种方法得到的计算结果吻合性较好,最大相对差异百分比为5.96%。在针对螺旋槽干气密封气膜润滑摩擦特性开展研究时,结合以上两种数值计算方法,改变工况参数和槽型结构参数进行实例分析,结果表明:当干气密封系统处于气膜润滑状态时,气膜摩擦特性参数受工况参数的影响较大,受结构参数的影响较小,其中,润滑气膜的摩擦功耗随转速的增大呈线性递增,随平均气膜厚度和槽深的增大而减小,但介质压力和螺旋角的变化对摩擦功耗基本无影响;摩擦系数在一定程度上表征了剪切流和压差流的关系,随着转速和介质压力的增大,润滑气膜摩擦系数下降,但当介质压力增加到一定值时,气膜摩擦系数下降趋势趋于平缓;粘性耗散温升受介质压力的影响最大,较大的压降使得耗散温度升高较多,其次,转速增大使得粘滞力做功增加,进而引起耗散温度升高,在75~°~76~°的螺旋角范围内,耗散温升变化基本稳定。因此,在高压、高速的运行工况下,润滑气膜的摩擦作用不可忽略。本课题的研究成果为今后干气密封的定量优化分析以及润滑气膜的理论研究奠定了基础,为干气密封在工程中的应用提供了可靠的参考依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 80 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95239]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐洁. 螺旋槽干气密封气膜润滑摩擦特性研究[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论