单组分介质机械密封性能计算

给出了计算单组分介质的粘度、密度、导热系数和饱和蒸汽压等热物理性质的关联式。以平行端面机械密封为模型，对机械密封的端面温度、膜压系数和相变半径等性能参数进行了计算，给出了端面温度和膜压系数的关系曲线。对液氨泵轴封进行了实测计算。结果表明，端面温度理论值同实测值吻合很好。文中所给软件及方法可供生产实际中应用。     

多组分烃类混合物机械密封性能参数计算

介绍了多组分烃类混合物的密度、汽液相平衡常数等热力学物性及粘度、导热系数等热物性的计算方法，以平行端面机械密封为模型，给出了多组分烃类混合物密封性能参数计算程序的编制方法和使用方法，对不同组成的多组分烃类混合物，给出了膜压系数和端面温度间的关系曲线。理论计算结果和现场实测结果吻合很好，证明文中所给方法及程序的可靠性，该计算方法可供机械密封设计部门使用。     

多组分烃类混合物机械密封性能参数计算

介绍了多组分烃类混合物的密度，汽液相平衡常数等热力学物性及粘度，导热系数等热物性的计算方法，以平行端面机械密封为模型，给出了多组分烃类混合物密封性能参数计算程序的编制方法和使用方法。对不同组成的多组分烃类混合物，给出了膜压系数和端面温度间的关系曲线，理论计算结果和现场实测结果吻合很好，证明文中所给方法及程序的可靠性。该计算方法可供机械密封设计部门使用。     

机械密封的汽相体积比与膜压系数

对机械密封的汽机体积比与膜压系数进行了研究，给出了计算式，这两个参数均可作用判断相态和相态稳定性的判据，影响这两个判据一些参数有相对饱和蒸汽压，温度比，半径比和粘度比等，利用这些参数和判据，可以确定汽液两相机械密封的设计参数，即面积比和膜压系数，文中用示例计算出面积比等参数，并分析了相态稳定性，所得结论可用于汽液两相机械密封的设计。     

机械密封的汽相体积比与膜压系数

对机械密封的汽相体积比与膜压系数进行了研究，给出了计算式。这两个参数均可用作判断相态和相态稳定性的判据。影响这两个判据的一些多数有相对饱和蒸汽压、温度比、半径比和粘度比等，利用这些参数和判据，可以确定汽液两相机械密封的设计参数，即面积比和膜压系数。文中用示例计算出面积比等多数，并分析了相态稳定性，所得结论可用于汽液两相机械密封的设计。     

釜用深槽型机械密封性能的有限元分析

文中对高压低速深槽釜用机械密封的性能进行了分析,采用有限元法对密封环的变形,膜厚,膜压以及改变密封介质的压力,密封环的材料,端面开槽的形状和个数对密封性能的影响进行了计算,并与现场实验数据进行了对比,为高压机械密封的设计提供了参考依据。     

釜用高压机械密封变形分析——用有限元法计算温度场、温差应力、机械应力所引起的变形

配合机械密封的科研和试验工作,我们对机械密封在温差应力和机械应力共同作用下产生的变形进行了计算。 本文主要介绍一下机械密封变形计算方法并对计算得到的结果进行讨论。 我们在我院ACOS-400型计算机上,分别采用变分原理有限元法和弹性力学有限元法,计算了温度场和变形,在约束的简化方面进行了新的偿试。由计算得知:温度和压力是影响机械密封性能的最主要因素,其中温度的影响最为显著;在高压情况下,平衡系数会对密封端面比压的大小及其分布产生较大影响;高压机械密封的加工精度和安装误差会对其使用性能产生直接的影响;机械密封在操作时,既可能是内缘接触,也可能是外缘接触;机械密封环在安装时必须保证一定的浮动性。减小机械密封环变形的最有效措施是加强润滑和冷却,尽可能地减小密封端面附近的温度梯度,同时要合理地选用摩擦付材料,此外要进行严谨的结构设计和必要的实验。     

锥-孔组合型机械密封端面变形及密封性能分析

提出新型的锥-孔组合型端面机械密封,考虑液膜压场的变化规律与密封环受力变形的相互作用关系,构建了机械密封的3D流、固耦合数学模型,并给出相关的数值计算方法,获得了端面间膜压分布规律及端面变形情况,分析γ在高、低压工况下对密封性能的影响规律。结果表明:由菱形孔所引起的动压效应可使端面产生周向和径向波状变形,而静压效应随着γ的变化,在端面区域范围内所起作用也发生相应变化;对于压强较低和中等转速的设备,应优先选用γ=0的非锥度端面。对于较高压强和转速的设备,应优先选用γ=1或γ=0.2的收敛锥度密封端面。     

端面倾斜对粗糙表面机械密封性能的影响

针对航空泵用机械密封实际操作条件,考虑粗糙表面弹塑性接触,基于质量守恒的JFO(Jakobsson-Floberg-Olsson)空化理论建立了倾斜粗糙端面机械密封环的液体润滑和混合润滑计算模型;采用有限单元法求解PC(Patir and Cheng)平均Reynolds方程,获得端面液膜的压力分布;对比研究了在不同的密封压力、中心膜厚和转速条件下,端面倾斜角对粗糙表面和光滑表面机械密封性能参数的影响规律.结果表明:随着倾斜角增大,端面的承载力增大,摩擦力先减小而后增大,泄漏率增大;当端面倾斜角较小时,粗糙表面机械密封性能优于光滑表面机械密封性能.     

不同相态下端面形貌和流体惯性对机械密封性能的影响

考虑到机械密封端面的锥度、表面粗糙度以及缝隙间流体惯性对机械密封工作性能的影响,特别是对功耗、泄漏量、端面径向温度分布和压力分布的影响,建立了一种混合摩擦机械密封模型。用热水作工质,测量了端面温度分布和中心膜厚。对机械密封与试验介质间和大气间的传热效应作了一定深度的研究。提出了选择机械密封等温模型和绝热模型的原则。     

机械密封的失效模式与临界平衡比的计算

介绍了与机械密封面积比（平衡比）有关的几种主要失效模式，如密封面开启失效、早期磨损、干运转、热裂、疱疤、相态失稳、倾斜失稳、液膜失稳、液膜破裂、汽化和丧失密封性等，并提出了考虑主要失效现象的临界平衡比公式。根据临界面积比的大小，可以判断所选用的机械密封平衡比是否合理；并进一步来确定该机械密封的合适面积比，给出了计算实例，计算结果可供机械密封设计时选用。     

机械密封的摩擦系数与工况参数

讨论了机械密封的摩擦系数与工况参数的关系,提出了各种不同状态下机械密封的摩擦系数与工况参数的关系式,深入分析了混合摩擦、流体静压润滑与流体动压润滑的摩擦系数与工况参数的关系。文中给出了计算实例,这对正确设计、研究和使用机械密封具有理论指导意义和实用价值。     

端面磨损对U型槽动压机械密封性能的影响

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.     

单端面机械密封摩擦系数的测定

本文研究了单端面机械密封装置的端面摩擦扭矩测量方法。对主轴承摩擦扭矩、旋转体在介质中的搅拌扭矩和端面摩擦扭矩进行了测试。在测试中考察了由于介质压力的变化引起轴向力的改变,致使主轴承摩擦扭矩改变的情况,以及介质的粘度变化引起搅拌扭矩的变化及其对端面摩擦扭矩的影响。采用两种方法测定的端面摩擦扭矩计算其摩擦系数,给出了计算实例。两种计算结果有对比性,较为稳定,精确度高,故该方法可用于评价机械密封的摩擦性能。     

相似准则在机械密封摩擦磨损研究中的应用

利用相似原理推导出与机械密封摩擦磨损过程有关的相似准则,提出简化准则关系式的方法。简化了的关系式可用于处理机械密封性能实验数据。实验研究证明,机械密封摩擦磨损过程中的部分非定性参数与一些无因次相似准则之间存在幂函数关系。     

机械端面密封动力学的发展概况

论述了机械端面密封(包括接触式和非接触式)的动态特征,以及对影响动态特性的因素所作的试验研究和理论分析。这些因素中主要包括密封端面间流体膜效应(例如刚度、阻尼和相变等)和密封环组件,并着重考虑了密封端面表面形貌(包括波度、粗糙度和径向锥度)。针对未来机械端面密封技术的发展,特别是密封动力学的研究,提出了几个建议。     

机械密封冲洗液限流器的试验研究

用水、煤油、机油及柴油先后对孔板、喷嘴、弯头、限流管和限流阀等五种型式限流器进行了试验，得出一些规律和可供限流器设计和使用时必要的性能和设计数据。从流动角度来看在相同口径下孔板的流量系数最大，限流管的流量系数最小．喷嘴、弯头和限流阀等的流量系数居中；从使用角度来看，限流阀简便、使用灵活，可以调节流量和控制工况，而限流孔板最复杂、易堵且不可调节与控制工况。     

螺旋槽干式气体端面密封的刚度和泄漏量研究

干式气体端面密封(DGS)是一种非接触式机械密封,适用于大多数气体密封场合,了解密封特性尤其是气膜刚度和泄漏量对正确设计密封非常重要。针对螺旋槽气体端面密封结构,用有限元法计算了密封端面的气膜压力分布及密封的气膜刚度和泄漏量等特性参数,分析了密封面的槽深比、螺旋角和槽长坝长比等两两变化时对密封特性的影响。研究表明,当槽深比取2.0～2.5,螺旋角取15°,槽长、坝长比取1.5～2.0,槽台宽比取1.0,槽数取12～18时,可在确保密封泄漏量低的同时具有较大气膜刚度。