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热力变形下渣浆泵机械密封干摩擦磨损分析

润滑与密封 2023年第4期48卷 61-67页

作者：殷润生穆塔里夫·阿赫迈德耿军新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

机械密封在起停阶段或操作失误时常处于干摩擦状态,由此导致的热损伤与磨损将影响其密封性能。以某YWN8合金接触式机械密封为研究对象,建立基于硬度及磨损系数的磨损数值模型,试验测定摩擦副密封环的硬度、磨损系数、干摩擦因数,验证磨... 详细信息

机械密封在起停阶段或操作失误时常处于干摩擦状态,由此导致的热损伤与磨损将影响其密封性能。以某YWN8合金接触式机械密封为研究对象,建立基于硬度及磨损系数的磨损数值模型,试验测定摩擦副密封环的硬度、磨损系数、干摩擦因数,验证磨损数值模型的准确性;对机械密封磨损进行仿真模拟,研究摩擦副密封环在干摩擦运转时单力场及热力变形下的磨损深度,并用磨损理论值进行验证。结果表明:干摩擦运转时密封环端面温升较低,温度不是其失效的主要原因;热力变形后密封环内外径间隙增大,造成端面粗糙峰接触面积减小,黏着磨损较变形前呈下降趋势,导致多物理场下的磨损深度与理论值不符。

关键词：机械密封热力变形数值模拟干摩擦磨损深度

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伺服系统超高速机械密封热力变形分析与研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第4期36卷 306-312页

作者：郭军刚宋振坤高春峰郝小龙张明根北京精密机电控制设备研究所北京100076

超高速机械密封作为运载火箭伺服系统中的核心基础元件,其密封石墨镶嵌环镶装后引起的密封端面变形及残余应力释放,导致密封环蠕变变形,可能使机械密封在长期带压贮存条件下发生渗漏。针对现役机械密封石墨镶嵌密封环结构,采用数值分析... 详细信息

超高速机械密封作为运载火箭伺服系统中的核心基础元件,其密封石墨镶嵌环镶装后引起的密封端面变形及残余应力释放,导致密封环蠕变变形,可能使机械密封在长期带压贮存条件下发生渗漏。针对现役机械密封石墨镶嵌密封环结构,采用数值分析与试验研究相互补充、相互验证的方式,研究机械密封副端面变形规律和静环座残余应力分布,获得了镶嵌环最大接触应力与端面变形最大值的位置,分析了影响镶嵌环端面变形的关键因素,揭示其密封副界面慢渗特性。通过机械密封在温度应力下的变形分析以及密封静环座残余应力分布测试验证,为超高速机械密封试件可靠性试验筛选提供一个合理的、高效费比的技术途径。

关键词：机械密封热力变形残余应力影响分析

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热力变形下渣浆泵机械密封干摩擦磨损分析

中国机械 2023年第34期 33-36页

作者：邓晓元湘潭湘钢瑞兴有限公司

渣浆泵是一种用于运送含有固体颗粒泥浆的专用设备，在工业领域有着广泛的应用。在长期使用过程中，渣浆泵可能会出现各种各样的质量缺陷问题，使工作效率降低。其中，密封干摩擦磨损问题较为常见。针对上述问题，本文基于试验对热力变... 详细信息

渣浆泵是一种用于运送含有固体颗粒泥浆的专用设备，在工业领域有着广泛的应用。在长期使用过程中，渣浆泵可能会出现各种各样的质量缺陷问题，使工作效率降低。其中，密封干摩擦磨损问题较为常见。针对上述问题，本文基于试验对热力变形下渣浆泵机械密封干摩擦磨损现象进行了分析讨论，希望有助于相关行业工作人员能够进一步了解此类问题产生的原因，并为后续设备优化改进提供一定参考和依据。

关键词：热力变形渣浆泵机械密封干摩擦磨损

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伺服系统超高速机械密封热力变形研究

设备管理与维修 2023年第7期 45-46页

作者：刘帅中国石油大庆石化公司化工三厂黑龙江大庆163000

现阶段伺服系统超高速机械密封组件主要采用石墨作为密封环的材料,密封环组件装配后其残余应力会导致组件发生变形,在长时间的压力作用下发生缓慢渗漏。以石墨密封环组件为研究对象,采用有限元分析法和实验法研究密封环组件的变形规律... 详细信息

现阶段伺服系统超高速机械密封组件主要采用石墨作为密封环的材料,密封环组件装配后其残余应力会导致组件发生变形,在长时间的压力作用下发生缓慢渗漏。以石墨密封环组件为研究对象,采用有限元分析法和实验法研究密封环组件的变形规律、应力分布和温度分布,探讨导致密封环变形的主要因素,揭示形成缓慢渗漏的机理。

关键词：机械密封热力变形残余应力影响分析

穿越公路埋地长输管道在冻土区的热力变形规律研究

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公路工程 2018年第1期43卷 118-122,185页

作者：安治国李钧李洪亮高永东中国石油管道局工程有限公司河北廊坊065000 黑龙江建筑职业技术学院黑龙江哈尔滨150023

基于某穿越公路埋地原油管道工程,对其在冻土区的热力变形规律进行了研究,结果表明,冻土类型不同,在管道周围,土壤温度场具有较大差异,管道对高温冻土区的热油管道具有较大影响,对冻土有较大破坏;在高温冻土区,其融化速率均大于低温冻土... 详细信息

基于某穿越公路埋地原油管道工程,对其在冻土区的热力变形规律进行了研究,结果表明,冻土类型不同,在管道周围,土壤温度场具有较大差异,管道对高温冻土区的热油管道具有较大影响,对冻土有较大破坏;在高温冻土区,其融化速率均大于低温冻土区;通过保温材料的铺设,高温冻土区的最大融化深度可得到有效减小。在高温冻土区,减小管道顶部埋置深度,管道底部的最大融化深度可有效减小,对冻土区效果更好。随着时间的延长,外层等温线距管道中心的距离变化较小,且由于管道向外不断进行热量散发,最外层温度会逐渐升高,保温层越厚,冻土受到铺设输油管道的破坏性越小。通常情况下保温层铺设厚度为5.2-8.2cm,在高温冻土区,管道对其扰动较大,保温层大于8.2 cm时,在热油管道外铺设保温材料,减少管内油品热量损失,减少管道对冻土的扰动,确保管道安全运行,同时将输送成本降低。

关键词：热力变形冻土区最大融化深度保温层

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高温油泵机械密封稳态性能及热力变形研究

高温油泵机械密封稳态性能及热力变形研究

作者：袁俊马中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

高温油泵因输送高温、高压、易燃易爆等高危工艺介质,采用双端面机械密封,但使用过程中经常出现封油泄漏,寿命不达标等问题,且运行维护费用较高。针对双端面机械密封存在的问题,结合工艺介质性质,本文以新型双端面机械密封(主密封为上... 详细信息

高温油泵因输送高温、高压、易燃易爆等高危工艺介质,采用双端面机械密封,但使用过程中经常出现封油泄漏,寿命不达标等问题,且运行维护费用较高。针对双端面机械密封存在的问题,结合工艺介质性质,本文以新型双端面机械密封(主密封为上游泵送螺旋槽液膜密封,副密封为接触式机械密封)为研究对象,研究流体非牛顿特性、粘温关系、操作参数及结构参数对密封流场、温度场和密封环热力变形的影响规律。建立了动环-液膜-静环三维模型,结合非牛顿流体幂律模型和Vogel粘温模型,研究了操作参数(转速、缓冲液压力、冲洗液体流量及温度)和结构参数(槽深、槽数、槽角)对密封性能及端面摩擦热的影响规律;建立了新型双端面机械密封全尺寸三维模型,考虑密封端面摩擦热、搅拌热和传导热,研究了操作参数和结构参数对螺旋槽液膜密封温度场及动、静环热力变形的影响规律;并试验研究了转速和缓冲液压力对密封性能及冲洗液温升的影响。研究表明:密封端面内外径压力升高,对螺旋槽内空化现象起到抑制作用;幂律指数变大,有利于螺旋槽上游泵送功能实现,上游泵送量随幂律指数的变大而增多;粘性热功率随幂律指数的变大而变大;考虑粘温关系后,压力分布与幂律指数为0.94时相似,泄漏量和粘性热功率均减小;泵体及轴的传导热大部分被冲洗液带走,端面摩擦热为密封环的主要热源。幂律指数变大,密封环端面的温度升高,考虑粘温关系时,密封端面温度介于幂律指数为0.94和0.96之间;冲洗液体流量变大,密封环最高温度降低,流体温升减小,存在冲洗流量有效最大值;密封环的锥度变形远大于波度变形,且波度变形很小;密封环热力变形导致收敛间隙,幂律指数越大,密封环变形量越大。选择合适的辅助系统,降低冲洗液体温度,有利于减小密封环变形;在本文条件下,选择PLAN32和PLAN55系统,冲洗液压力为1.1MPa,缓冲液压力为0.8MPa,冲洗液温度为40℃,冲洗液流量为12L·min。

关键词：液膜密封粘温关系非牛顿特性稳态性能热力变形

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乳液双端面机械密封热力特性及端面改型研究

乳液双端面机械密封热力特性及端面改型研究

作者：邹强江苏大学

学位级别：硕士

乳液设备因输送介质具有温度较高、高粘度、易燃、易爆、易挥发和含微小颗粒等特点而大部分采用双端面机械密封,但在实际应用中,仍经常由于密封运行条件、环境及辅助系统匹配等方面的因素导致密封早期失效。为此,本文在国家自然科学基... 详细信息

乳液设备因输送介质具有温度较高、高粘度、易燃、易爆、易挥发和含微小颗粒等特点而大部分采用双端面机械密封,但在实际应用中,仍经常由于密封运行条件、环境及辅助系统匹配等方面的因素导致密封早期失效。为此,本文在国家自然科学基金项目(NO.51279067)和航空科学基金项目(NO.201328R3001)的资助下,针对乳液设备双端面机械密封容易出现端面磨损导致密封失效的实际问题,在进行失效机理分析的基础上,以乳液AR201型动态混合器用双端面机械密封为研究对象,研究辅助冲洗系统参数对密封热特性及热力变形特性的影响规律,并进行密封端面改型和流固热力耦合研究,以期为密封的设计和应用提供理论参考依据。论文的主要研究工作及结论如下:(1)基于机械密封失效有关理论和分析方法,分析乳液设备双端面机械密封失效案例,寻求密封失效的主要原因。分析表明:液膜高温汽化和复杂工况下不良的端面热力特性是导致密封端面干摩擦和磨损失效的主要因素。(2)以乳液AR201型动态混合器用双端面机械密封为研究对象,建立热特性和热力变形计算模型,模拟分析了辅助冲洗系统参数对密封件温度分布、热力变形的影响规律,提出了改进密封性能的冲洗液参数控制方案。(3)根据乳液双端面机械密封主密封的运行环境和端面冲洗液流体替代润滑的要求,对主密封端面进行螺旋槽改型,改造成非接触式;对改型后的主密封进行热力特性模拟分析,同时进行改型前后的密封性能对比。研究表明:改型后主密封性能显著提升,端面温升和摩擦扭矩明显减小,对冲洗系统参数的要求明显降低,节能效果显著。(4)基于ANSYS workbench平台,建立液膜和密封环双向流固热力耦合模型,对改型后的主密封端面温度分布及最大变形量随冲洗液参数的变化规律进行研究。研究表明:热力变形量随冲洗液压力和冲洗液温度的升高而增大,且冲洗液压力对变形的影响比温度更为显著;与普通热力特性模拟结果相比,考虑双向流固耦合后液膜平均厚度和泄漏量分别减少3.7%和10.2%,端面最高温度和摩擦扭矩分别增大11.4%和16.7%。

关键词：双端面机械密封乳液设备端面改型传热特性热力变形

核电厂主给水泵机封密封面的锥度变形优化分析

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水泵技术 2022年第5期 41-46,52页

作者：徐强向先保田涛夏添福建福清核电有限公司福建福清350318

机械密封动静环在热力综合作用下,密封面会发生锥度变形,受不同工况和环境温度的影响,变形量和锥度方向各有不同,会直接影响机械密封的泄漏量和运行寿命。某核电厂主给水泵机械密封在运行期间频繁出现温度异常升高和泄漏水出现黑色石墨... 详细信息

机械密封动静环在热力综合作用下,密封面会发生锥度变形,受不同工况和环境温度的影响,变形量和锥度方向各有不同,会直接影响机械密封的泄漏量和运行寿命。某核电厂主给水泵机械密封在运行期间频繁出现温度异常升高和泄漏水出现黑色石墨的异常问题,对机封长期稳定运行构成严重隐患。利用ANSYS有限元分析软件,对此型号机械密封的受力变形、温度分布和热力综合变形进行了模拟分析,计算出不同工况、不同环境温度下密封面的锥度变形状况,并结合电厂对泄漏量和机械密封运行温度的监测情况,探索机械密封密封环在设计加工或研磨修复过程中的预变形锥度控制需求,为同行电厂重要水泵机械密封的加工设计、研磨修复和可靠性提升提供参考借鉴。

关键词：核电厂用泵机械密封密封面锥度热力变形泄漏量

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碳纤维水泥砂浆梁变形调节的实验分析

建筑材料学报 2003年第3期6卷 308-311页

作者：朱四荣李卓球宋显辉武汉理工大学理学院武汉430070

对碳纤维水泥砂浆梁的电热效应及其所引起的热力变形进行了实验分析,得到了梁的升温规律和变形发展规律,找出了梁的上下表面稳定温差及最大变形与输入功率的关系,从而为梁的变形调节提供了实验依据.

关键词：碳纤维水泥水泥砂浆梁变形调节热力变形