高参数波纹管机械密封装置关键零部件热流固耦合分析

摘要

随着石化工业的快速发展,高参数机械密封装置在新疆石化企业得到了广泛应用.在高参数工况条件下,波纹管机械密封系统常处于高温、高速、高压等多相耦合的复杂工况,易造成摩擦副密封环非正常磨损、热裂及波纹管结焦、失弹、撕裂等,造成介质泄露和密封失效.本项目研究采用实验测试、理论分析及计算流体力学数值分析方法,对波纹管机械密封系统关键零部件金属波纹管、密封腔流场、摩擦副密封环及摩擦副界面流体膜进行了热流固多场耦合数值建模分析研究.金属波纹管动力学特性实验测试方法研究。完成了单双层焊接金属波纹管扭转强度、扭转刚度、弯曲强度、弯曲刚度等的实验测试，并将试验结果与理论值和仿真值进行了对比分析，验证仿真结果。密封腔流场数值建模及分析方法研究。对密封腔流场进行了数值模拟，得到了密封腔流场的温度场、压力场、质点速度场等，分析了轴径、转速及介质压力变化对密封腔温度场等的影响规律。