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端面磨损对U型槽动压机械密封性能的影响

上海交通大学学报 2010年第12期44卷 1721-1726页

作者：彭旭东于明彬孟祥铠白少先盛颂恩浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

以核主泵所用U型槽动压密封环为对象,研究了密封端面因介质中微粒所引起的磨损问题.结果表明:端面动压槽根部产生的初期磨损将造成刚度和泄漏率增加,且随着磨痕数量的增加,泄漏率呈线性增加;当磨痕贯穿密封坝而使U型槽根部与端面低压侧... 详细信息

以核主泵所用U型槽动压密封环为对象,研究了密封端面因介质中微粒所引起的磨损问题.结果表明:端面动压槽根部产生的初期磨损将造成刚度和泄漏率增加,且随着磨痕数量的增加,泄漏率呈线性增加;当磨痕贯穿密封坝而使U型槽根部与端面低压侧短路时,将会造成泄漏率的阶跃上升和刚度急剧下降.在实际使用的过程中,多个U型槽将会同时出现磨痕,当一处磨痕贯穿密封坝时,将造成大量介质泄漏,且磨痕越深,其泄漏率越大,最终导致密封失效.

关键词：机械密封 U型槽端面磨损密封性能

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多孔扇形分布端面机械密封性能的数值分析

化工学报 2009年第4期60卷 965-971页

作者：赵中彭旭东盛颂恩白少先李纪云浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室浙江杭州310032 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

与普通机械密封相比,微孔端面机械密封的端面摩擦因数、生热量下降而耐磨和抗压性能提高。本文通过建立激光加工微孔端面液体润滑机械密封的理论模型,分析了微孔沿圆周和半径方向呈间断扇形分布时的密封性能。采用有限元法求解雷诺方程... 详细信息

与普通机械密封相比,微孔端面机械密封的端面摩擦因数、生热量下降而耐磨和抗压性能提高。本文通过建立激光加工微孔端面液体润滑机械密封的理论模型,分析了微孔沿圆周和半径方向呈间断扇形分布时的密封性能。采用有限元法求解雷诺方程获得不同扇形区和微孔结构尺寸参数条件下的端面液膜压力分布,在此基础上计算了液膜刚度、开启力、泄漏量、摩擦扭矩、刚漏比和开漏比等密封性能参数,并进一步分析了各密封性能参数随结构参数的变化规律。结果表明,当径向开孔长度比和周向开孔长度比的优化值均为0.6,微孔面积密度在0.2～0.3范围取值,深径比在0.010～0.015范围取值时,密封综合性能最优。

关键词：多孔端面激光加工机械密封有限元法

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斜排微孔端面机械密封富集效应的理论研究

化工学报 2010年第2期61卷 444-449页

作者：刘鑫彭旭东孟祥铠钟伟明古通生浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032 中国石化股份有限公司广州分公司机动部广东广州510726

在周向部分开孔直排微孔端面机械密封富集效应研究的基础上,建立了周向部分开孔斜排微孔端面机械密封的理论分析模型,并采用有限元方法求解雷诺方程,获得了斜排微孔密封的端面液膜压力分布,分析了微孔斜排倾斜角、孔栏数、端面半径比等... 详细信息

在周向部分开孔直排微孔端面机械密封富集效应研究的基础上,建立了周向部分开孔斜排微孔端面机械密封的理论分析模型,并采用有限元方法求解雷诺方程,获得了斜排微孔密封的端面液膜压力分布,分析了微孔斜排倾斜角、孔栏数、端面半径比等几何参数在不同转速、不同介质压力等操作条件下对端面液膜刚度、开启力和泄漏率的影响规律,指出了斜排微孔端面密封产生承载力的机理。结果表明,当倾斜角在60°～90°之间取值,且每栏微孔的径向微孔数与周向微孔数相等或相差±1个时,密封综合性能最优。

关键词：机械密封激光加工斜排微孔端面富集效应

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激光加工多孔气体端面密封的静压性能研究

摩擦学学报 2009年第3期29卷 205-209页

作者：秦浩彭旭东白少先盛颂恩李纪云浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室浙江杭州310032 浙江工业大学机电工程学院浙江杭州310032

采用有限元方法求解二维气体雷诺方程,研究激光加工多孔端面气体润滑密封的静压性能.主要分析了密封端面的微孔面积比Sp、开孔比γ、无量纲孔深ε和密封压力Po对开启力增幅ΔPav、泄漏量Q、开漏比E、刚漏比Ek等密封性能参数的影响规律,... 详细信息

采用有限元方法求解二维气体雷诺方程,研究激光加工多孔端面气体润滑密封的静压性能.主要分析了密封端面的微孔面积比Sp、开孔比γ、无量纲孔深ε和密封压力Po对开启力增幅ΔPav、泄漏量Q、开漏比E、刚漏比Ek等密封性能参数的影响规律,结果表明,当Sp=0.65,γ=0.6,ε=3.0时可确保密封在静压条件下具有优异的性价比.研究结果为密封的优化设计提供了依据.

关键词：气体密封多孔端面静压性能有限元法

微孔参数对激光加工多孔端面机械密封性能的影响

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润滑与密封 2006年第4期31卷 42-44页

作者：杜东波彭旭东浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室

通过建立激光加工多孔端面机械密封的理论分析模型，应用有限元方法在给定工况下研究了不同微孔截面型线的微孔深径比ε和面积密度Sp对端面开启力、液膜刚度、摩擦扭矩及泄漏量等密封性能参数的影响规律。结果表明：当微孔深径比ε小于... 详细信息

通过建立激光加工多孔端面机械密封的理论分析模型，应用有限元方法在给定工况下研究了不同微孔截面型线的微孔深径比ε和面积密度Sp对端面开启力、液膜刚度、摩擦扭矩及泄漏量等密封性能参数的影响规律。结果表明：当微孔深径比ε小于或等于0．2时，激光开孔端面密封的开启力、液膜刚度和摩擦力矩随其的增大急剧下降，但当微孔深径比ε大于0．2时，密封性能受其的影响很小；当面积密度Sp为0．4～0．6时，密封可获得最大的开启力或液膜刚度。

关键词：机械密封激光加工表面有限元法密封性能

核主泵用流体动压型机械密封耦合模型与性能分析

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摩擦学学报 2013年第2期33卷 169-176页

作者：王小燕孟祥铠刘鑫盛颂恩彭旭东浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032

以某型核主泵用流体动压型机械密封为对象,考虑密封环组件的接触和密封端面的流固耦合作用,建立了密封组件三维多场耦合模型,结合有限差分法和有限单元法,采用数值迭代技术进行了耦合场的计算.研究了高压下密封端面变形的特点和规律,分... 详细信息

以某型核主泵用流体动压型机械密封为对象,考虑密封环组件的接触和密封端面的流固耦合作用,建立了密封组件三维多场耦合模型,结合有限差分法和有限单元法,采用数值迭代技术进行了耦合场的计算.研究了高压下密封端面变形的特点和规律,分析了密封压力对密封性能的影响作用.结果表明:密封环端面产生径向收敛锥度和周向波度,高压侧密封深槽对密封端面周向波度的生成起重要作用,密封端面锥度的形成与密封环宏观结构密切相关.随密封压力的增大,密封端面收敛锥度和波度均增大,密封泄漏率增加,而端面摩擦系数减小.为在高压下形成较大的波度,建议将动压深槽加工在软质密封环端面上.

关键词：核主泵流体动压机械密封有限元密封性能耦合模型

核主泵用流体静压型机械密封性能的影响因素研究

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机械工程学报 2012年第17期48卷 83-90页

作者：彭旭东康玉茹孟祥铠白少先盛颂恩浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心杭州310032

以核主泵(Reactor coolant pumps,RCP)用流体静压型机械密封(Hydrostatic mechanical seal,HS-MS)为研究对象,考虑辅助密封圈的影响,采用MSC Marc有限元软件建立完整的动环组件非线性二维轴对称有限元模型,给出合理的动环简化边界约束条... 详细信息

以核主泵(Reactor coolant pumps,RCP)用流体静压型机械密封(Hydrostatic mechanical seal,HS-MS)为研究对象,考虑辅助密封圈的影响,采用MSC Marc有限元软件建立完整的动环组件非线性二维轴对称有限元模型,给出合理的动环简化边界约束条件;在此基础上,考虑密封端面间流体薄膜中液体的黏温与黏压效应,建立核主泵用流体静压型机械密封的多场耦合数值模型,采用有限差分法对Reynolds方程、能量方程、热传导方程等控制方程进行耦合求解,利用有限元法计算密封环端面热力变形,综合分析螺钉预紧力和O形圈位置对密封性能的影响。结果表明:合理的密封环约束边界简化模型对分析和设计流体静压型机械密封至关重要;螺钉预紧力和O形圈位置对密封性能影响显著。预紧力增大使开启力增大,泄漏率也变大;O形圈位置靠近外径时密封稳定性下降。

关键词：核主泵流体静压型密封密封性能位移约束多场耦合

考虑滑移流条件下干式气体端面密封的有限元分析

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润滑与密封 2006年第4期31卷 55-56,59页

作者：尹晓妮彭旭东浙江工业大学机电工程学院

采用Borgdorfer推导的修正雷诺方程，应用有限元法分析了滑移流效应对螺旋槽干式气体端面密封（S-DGS）性能的影响。结果表明，在低速和低压条件下，密封的端面开启力、气膜刚度和泄漏量均受到滑移流的显著影响，其中当密封压力为0．152... 详细信息

采用Borgdorfer推导的修正雷诺方程，应用有限元法分析了滑移流效应对螺旋槽干式气体端面密封（S-DGS）性能的影响。结果表明，在低速和低压条件下，密封的端面开启力、气膜刚度和泄漏量均受到滑移流的显著影响，其中当密封压力为0．152～0．303MPa时影响最显著。

关键词：螺旋槽干式气体密封有限元分析修正雷诺方程滑移流

流体静压型机械密封的三维传热数学模型及端面温度分析

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摩擦学学报 2010年第1期30卷 57-63页

作者：刘伟彭旭东白少先孟祥铠盛颂恩浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032 浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032

建立了静环倾斜时流体静压型机械密封的三维稳态传热模型,考虑流体黏度随压力、温度的变化,建立了压力、温度的控制方程,采用有限差分法,分析研究了倾斜量、结构参数及操作参数对机械密封温度分布的影响规律.结果表明,端面的最大液膜压... 详细信息

建立了静环倾斜时流体静压型机械密封的三维稳态传热模型,考虑流体黏度随压力、温度的变化,建立了压力、温度的控制方程,采用有限差分法,分析研究了倾斜量、结构参数及操作参数对机械密封温度分布的影响规律.结果表明,端面的最大液膜压力和最高温度随静环倾斜量的增加而增大,倾斜量越大,压黏效应越显著;端面温升受密封的结构参数、操作参数影响明显.静环端面锥角越大,温升越小;流体注入温度越低,温升越大;动环转速越高,温升越大.

关键词：机械密封流体静压传热模型端面温升