船用機械密封的數(shù)值仿真與實驗研究.pdf

1、隨著當今世界的經(jīng)濟社會不斷的發(fā)展，航運業(yè)已經(jīng)成為全球貿(mào)易的重要手段之一，在經(jīng)濟與社會活動中的地位正變得越來越重要。在船舶液壓設(shè)備的使用越來越廣泛的今天，如何保證船舶機械密封的穩(wěn)定與高效便顯得非常重要。接觸式機械密封在正常的工作條件下，動環(huán)與靜環(huán)之間存在著一層對機械密封端面性質(zhì)有顯著影響的間隙液膜，機械密封端面的壓力、溫度以及漏泄量均與其變化息息相關(guān)。本文使用ANSYS ICEM軟件，完成了前處理操作，劃分了模型的網(wǎng)格。之后將其導入Flu

2、ent軟件進行數(shù)值計算，得到了一系列在不同工況條件下機械密封端面的壓力場、溫度場分布圖像以及漏泄量的數(shù)據(jù)，通過對比、分析與總結(jié)，得到了主軸轉(zhuǎn)速與進出口壓差對機械密封的影響規(guī)律。最后，通過實驗，將實驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進行對比，分析其間的差異，驗證仿真結(jié)果的正確性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴液膜的壓力與速度的分布在同一半徑處是相同的，且在徑向上是均勻平緩變化的。液膜內(nèi)流體介質(zhì)的流動形式表現(xiàn)為繞軸旋轉(zhuǎn)。⑵在轉(zhuǎn)速和進出口壓差變化時，機械密

3、封端面間隙液膜的壓力與速度整體分布規(guī)律不變。其中，液膜開啟力、漏泄量和平均壓力均隨轉(zhuǎn)速的增加而減小，速度隨轉(zhuǎn)速的增加而增大;液膜開啟力和平均壓力隨進出口壓力差的增大而增大;漏泄量亦與壓差成正比例關(guān)系，但是在壓差大于0.15MPa時，漏泄量開始減少;壓差的改變對速度的分布基本沒有影響。⑶機械密封的溫度分布總體來看是緩慢過渡的。動環(huán)材料的導熱系數(shù)相對較大，散熱條件相對較好;靜環(huán)由于計算所得換熱系數(shù)較大，溫升也不高。⑷機械密封動環(huán)、間隙液膜以