单螺杆压缩机机械密封的研究与改进

摘要

本文介于金昊空压机厂单螺杆压缩机漏油严重的现象,设计出双列反向螺旋槽上游泵送机械密封,对其进行了解析计算,并运用有限元软件ANSYS及FLUENT,对稳态密封环的温度场、稳态端面之间的压力场进行了模拟,得出了该密封环的压力场、温度场分布。研究了不同的摩擦副配对材料、密封介质压力、主轴转速等对密封端面温度的影响;并讨论了密封腔压力、转速、密封介质的粘度对机械密封的一些稳定性能参数的影响,为设计、优化机械密封提供了理论指导作用。模拟结果证明了该设计的正确性,变转速或变压力条件下,所设计的新型密封性能良好,端面温升及摩擦功耗都较低,较普通的机械密封性能好,较单列的螺旋槽上游泵送机械密封性能也有所改善,满足工业的应用要求。最后对新型机械密封进行了经济性的分析,使其在功能和经济上均达到要求。同时,本文对于解决其他机械密封的泄露问题,具有一定的指导意义和应用价值。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 单螺杆压缩机机械密封的发展情况

1.2 单螺杆压缩机机械密封的常见问题

1.3 机械密封问题的研究情况

1.4 原机械密封失效问题的诊断

1.5 本文的研究内容及创新点

2 新型密封的解析计算

2.1 新型密封的结构原理

2.2 基于分析解析法对新型密封进行计算

2.3 新型密封的结构参数的计算

2.3.1 新型密封设计的已知条件并设定有关参数

2.3.2 新型密封的设计

2.3.3 密封端面各性能参数的计算

3 新型密封的数值模拟

3.1 密封环稳态温度场模拟

3.1.1 建立密封环温度场的假设条件

3.1.2 密封环温度场控制方程的推导

3.1.3 密封环热边界条件的确定

3.1.4 稳态温度场的数值模拟及结果分析

3.2 密封环的压力场模拟

3.2.1 端面间液膜压力场求解的控制方程的推导

3.2.2 边界条件及求解方法

3.2.3 压力场的数值模拟结果并进行分析

3.3 新型密封的密封特性分析

3.3.1 机械密封的稳定特性参数

3.3.2 变工况分析

3.3.3 新型密封的经济效益性分析

4 结论

4.1 本文的主要工作

4.2 结论

4.3 今后研究中应改善的地方

参考文献

作者简历

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