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波度和锥度对液体润滑机械密封空化特性影响

化工学报 2016年第5期67卷 2005-2014页

作者：李振涛郝木明杨文静韩婕任宝杰中国石油大学(华东)密封技术研究所山东青岛266580

为进一步探究机械密封液膜中空穴初生、演变等影响因素,基于质量守恒空化模型,建立考虑微观波度和锥度的液体润滑机械密封数学模型,采用有限控制体积法对控制方程进行离散,综合分析不同波幅、波数及锥度对空化特性的影响。结果表明:波... 详细信息

为进一步探究机械密封液膜中空穴初生、演变等影响因素,基于质量守恒空化模型,建立考虑微观波度和锥度的液体润滑机械密封数学模型,采用有限控制体积法对控制方程进行离散,综合分析不同波幅、波数及锥度对空化特性的影响。结果表明:波度产生流体动压润滑效应,锥度产生流体静压润滑效应,两者共同影响空穴的初生和演变,而又影响空穴沿周向和径向的变化;空穴初生时,液膜破裂位置位于膜厚沿周向发散的低压区,且在空穴演变时其沿某一半径方向保持不变;量纲1波幅不超过0.5且波数不低于8或量纲1负锥度大于0.5的工况均可加快空化率,促进空化发生;而相同波幅且波数小于8或锥度趋向于正锥度的工况均可减缓空化率,有效抑制空化发生。

关键词：机械密封液体润滑波度锥度空化有限控制体积法

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基于热流固耦合的液膜密封动态追随性分析

振动与冲击 2024年第7期43卷 214-222,238页

作者：宋勇于博郝木明王陈寅李天照任宝杰西安航天动力研究所西安710100 中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580 东营海森密封技术有限责任公司山东东营257081

为研究热流固耦合下液膜密封动态追随特性,基于小扰动法及热动力润滑理论,考虑非补偿环轴向振动、角向偏摆,建立补偿环三自由度运动方程,对比并分析纯流场和热流固耦合模型下力学元件参数、操作工况参数、结构参数对动态追随性的影响。... 详细信息

为研究热流固耦合下液膜密封动态追随特性,基于小扰动法及热动力润滑理论,考虑非补偿环轴向振动、角向偏摆,建立补偿环三自由度运动方程,对比并分析纯流场和热流固耦合模型下力学元件参数、操作工况参数、结构参数对动态追随性的影响。结果表明:在热流固耦合模型下求解的液膜密封扰动量略小于纯流场模型下求解的扰动量;增加激励振幅,弹簧刚度和O型圈阻尼均会导致扰动增大,动态追随性变差;减小转速、增加介质压力会导致动态特性系数增加,有利于提高动态追随性;减少槽数会提高动态追随性,且在槽数给定时,槽深17μm,槽坝比0.8,螺旋角22°的结构参数设定会得到更好的动态追随性。

关键词：液膜密封振动特性小扰动法热流固耦合

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螺旋槽液膜密封端面空化发生机理

化工学报 2016年第11期67卷 4750-4761页

作者：李振涛郝木明杨文静曹恒超任宝杰中国石油大学(华东)密封技术研究所山东青岛266580

液膜中空化的发生直接影响着密封流体动压润滑性能,基于质量守恒的JFO边界条件,建立考虑表面粗糙度的螺旋槽液膜密封物理模型,经坐标变换将不规则物理域转换成规则计算域,采用有限控制体积法离散控制方程并求解,分析了膜厚、表面粗糙度... 详细信息

液膜中空化的发生直接影响着密封流体动压润滑性能,基于质量守恒的JFO边界条件,建立考虑表面粗糙度的螺旋槽液膜密封物理模型,经坐标变换将不规则物理域转换成规则计算域,采用有限控制体积法离散控制方程并求解,分析了膜厚、表面粗糙度、螺旋槽功用(上游泵送和下游泵送)、螺旋槽开槽位置及空化压力对液膜中空化发生的影响。结果表明:较小膜厚工况易促生空穴,而较大膜厚易削弱空穴,且随着膜厚增大,表面粗糙度的影响降低甚至被忽略;当密封为上游泵送型时,空穴区周向宽度明显大于下游泵送型,而螺旋槽位置对空化的影响与螺旋槽功用密切相关;选取较小空化压力使空穴缩减,而较大者反之,且后者对提升液膜承载有利。

关键词：液膜密封空化机理上游泵送下游泵送空化压力

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考虑空化效应的螺旋槽液膜密封特性数值研究

中国石油大学学报（自然科学版） 2015年第3期39卷 132-137页

作者：郝木明庄媛章大海任宝杰李振涛杨丹丹中国石油大学密封技术研究所山东青岛266580

为了研究空化效应对液膜密封性能的影响,获得最佳的工况参数,建立螺旋槽液膜密封端面三维模型,在引入JFO空化边界条件下利用ANSYS FLUENT14.0对其流场进行数值模拟,考察空化效应时工况参数对开启力、液膜刚度、泄漏量及空化区域变化的... 详细信息

为了研究空化效应对液膜密封性能的影响,获得最佳的工况参数,建立螺旋槽液膜密封端面三维模型,在引入JFO空化边界条件下利用ANSYS FLUENT14.0对其流场进行数值模拟,考察空化效应时工况参数对开启力、液膜刚度、泄漏量及空化区域变化的影响。结果表明：在本文的参数下,Sommerfeld条件下液膜在厚度1.6μm左右出现最大刚度,JFO条件下刚度在膜厚为1.5-2μm比较稳定,且此时刚漏比出现拐点,最佳膜厚在1.5-2μm;液膜温度在65℃时空化效应最弱;开启力、液膜刚度、泄漏量、空化区域随转速的增加而增大。

关键词：液膜密封空化数值研究密封性能

考虑锥度及波度的螺旋槽液膜密封动态特性分析

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化工学报 2016年第12期67卷 5199-5207页

作者：杨文静郝木明李振涛任宝杰曹恒超张伟中国石油大学(华东)密封技术研究所山东青岛266580

密封端面因热力变形或机械加工产生的形貌变化显著影响密封性能。建立考虑径向锥度和周向波度的螺旋槽液膜密封数学模型,利用偏导数法求解动态雷诺方程,并采用有限元法计算液膜密封开启力、刚度、动态刚度及阻尼系数,进而分析了径向锥... 详细信息

密封端面因热力变形或机械加工产生的形貌变化显著影响密封性能。建立考虑径向锥度和周向波度的螺旋槽液膜密封数学模型,利用偏导数法求解动态雷诺方程,并采用有限元法计算液膜密封开启力、刚度、动态刚度及阻尼系数,进而分析了径向锥度及周向波度对液膜密封稳、动态特性的影响。结果表明:液膜密封开启力随着锥度的增加逐渐减小,随着波幅的增加逐渐变大,同一波幅下,波数增多,开启力减小;液膜刚度随着锥度的增加逐渐减小,且波数不同时随波幅的变化趋势不同;液膜动态刚度系数绝对值随锥度的增加逐渐减小,轴向刚度系数和角向刚度系数受波度的影响比较明显;液膜动态阻尼系数随锥度的增加逐渐减小,随波幅的增加逐渐变大。

关键词：液膜密封动态特性锥度波度偏导数法有限元法

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双列螺旋槽液膜密封的相变流动特性

中国机械工程 2022年第1期33卷 45-53页

作者：曹生照常涛郝木明孙鑫晖王增丽任宝杰中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580 西安航天动力研究所西安710100 东营海森密封技术有限责任公司东营257067

为研究高速、低温工况下的液膜密封气液两相流现象,基于均相流体理论,构建了液膜密封相变模型,分析了流体膜两相流动特性和工况参数对相态转变的影响。结果表明:流动空间发散是槽区相变的主要因素,相变的吸热散热导致温度场显著变化;转... 详细信息

为研究高速、低温工况下的液膜密封气液两相流现象,基于均相流体理论,构建了液膜密封相变模型,分析了流体膜两相流动特性和工况参数对相态转变的影响。结果表明:流动空间发散是槽区相变的主要因素,相变的吸热散热导致温度场显著变化;转速升高时,流体动压增强,温度升高,相变范围扩展,相变速率增大;介质温度升高使流体动压减弱,汽化吸热量增大、黏性耗散热量减少是端面流体冷却的原因。

关键词：两相机械密封气液两相流均相流体热效应

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考虑波度和锥度的端面密封稳态特性数值研究

润滑与密封 2016年第7期41卷 80-85,111页

作者：李松泰郝木明韩婕任宝杰中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580 东营海森密封技术有限责任公司山东东营257000

用有限差分法推导膜厚方程与压力分布方程,建立考虑径向锥度与周向波度的三维模型,应用MATLAB软件编程对接触式机械密封进行稳态特性分析,研究影响密封性能的因素,并对建立的模型进行准确的密封性能评估与分析。结果表明,转速的改变对... 详细信息

用有限差分法推导膜厚方程与压力分布方程,建立考虑径向锥度与周向波度的三维模型,应用MATLAB软件编程对接触式机械密封进行稳态特性分析,研究影响密封性能的因素,并对建立的模型进行准确的密封性能评估与分析。结果表明,转速的改变对密封性能参数影响较小,调整压差对控制泄漏、改善密封性能有更明显的效果,开启力与泄漏量等参数随压差的增大均有增大趋势;当压差为正值时,正锥度对动压起削弱作用,负锥度对动压起增强作用,而端面周向波度对流体动压的形成起到关键作用。

关键词：端面密封锥度波度稳态分析性能评估

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一种新型组合轴端密封的设计及数值模拟

润滑与密封 2015年第11期40卷 116-119页

作者：李松泰郝木明任宝杰中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580 青岛海森流体机械工程研究院有限公司山东青岛266555

针对传统的迷宫密封作为气膜密封装置的轴端密封存在的问题,设计一种新型组合轴端密封结构。该组合轴端密封采用特殊结构产生泵送效果,实现了流体动压反输径向密封。采用该新型组合轴端密封的气膜密封,集径向、轴向2种流体动压反输性能... 详细信息

针对传统的迷宫密封作为气膜密封装置的轴端密封存在的问题,设计一种新型组合轴端密封结构。该组合轴端密封采用特殊结构产生泵送效果,实现了流体动压反输径向密封。采用该新型组合轴端密封的气膜密封,集径向、轴向2种流体动压反输性能于一体,在提高密封性能的同时,减少磨损,延长了密封装置寿命。采用Ansys软件建立组合轴端密封的三维流体模型并进行数值模拟,结果表明,组合轴端密封采用的特殊结构使流体随螺纹旋转产生横向推力,流体通过组合轴端密封结构后压力增大,产生了泵送效果,实现了径向密封。

关键词：组合轴端密封气膜密封动压反输

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多工况机械密封性能实验装置及测控系统设计

润滑与密封 2009年第12期34卷 98-101,105页

作者：任宝杰郝木明杨志军中国石油大学(华东)密封技术研究所山东东营257061 海工英派尔工程有限公司山东青岛266061

建立了一套在不同压力、转速、温度条件下对机械密封性能进行实验研究的装置,其密封介质或隔离流体可为水、油、空气和气水混合物等,其主轴转速、介质或隔离流体压力、流量等参数可通过计算机调节。该实验台可对多种型式机械密封的密封... 详细信息

建立了一套在不同压力、转速、温度条件下对机械密封性能进行实验研究的装置,其密封介质或隔离流体可为水、油、空气和气水混合物等,其主轴转速、介质或隔离流体压力、流量等参数可通过计算机调节。该实验台可对多种型式机械密封的密封性能进行实验研究,可对机械密封性能参数,如功率消耗,端面温度、膜压和膜厚,磨损量等,进行自动采集、存储及处理。采用该实验台对螺旋槽下游泵送机械密封进行了测试,结果表明该实验装置可满足要求。

关键词：机械密封实验台性能参数计算机测控