基于泄漏率的软密封截止阀密封力研究

借鉴紧密性概念,将软密封截止阀的泄漏率与所施加的密封力关联起来,提出基于泄漏率的软密封截止阀密封力计算方法。该方法采用泄漏试验及数据回归的方法确定垫片系数,进而计算不同材料软密封截止阀在给定工况下的密封力。以聚全氟乙丙烯(Fs 46)软密封平面截止阀为例进行标准泄漏试验,并将试验值与提出的密封力计算方法的计算结果进行比较。结果表明,提出的密封力计算方法得到的结果与试验验证结果吻合,证明该方法可以准确计算不同材料软密封截止阀基于目标泄漏率的密封力,为指导截止阀的设计提供了理论依据。     

纤维素连续酶解装置的混合输送器性能研究

设计了一种用于纤维素酶解的卧式平推流连续酶解反应器，以实现酶解工艺的连续化生产。应用Polyflow软件，分析了不同类型混合输送器在纤维素酶解混合物料处于高黏度时期的混合、输送、返混、功耗及破碎性能。结果表明：等外径混合输送器的功耗最低，输送能力一般，混合、返混及破碎性能较差；变外径混合输送器混合、返混、破碎性能比等外径混合输送器要好，但输送和功耗性能一般；内外螺带型混合输送器的混合、输送、返混及破碎性能均较好，功率耗能稍高，但基本与其他两种形式混合输送器功耗水平一致。对上述性质进行综合评价，得到结论：内外螺带型混合输送器更适合纤维素物料处于高黏度阶段时的连续酶解。     

压力自适应型机械密封的数值模拟研究

针对压力自适应型机械密封在高压工况下密封端面变形与密封性能不佳的问题,采用ANSYS中的计算流体力学软件FLUENT和有限元分析软件Mechanical APDL,在15.9 MPa高压工况下分别对密封端面间隙中的液膜流场和密封环进行了数值模拟分析研究,并将计算出的液膜流场状态和密封环变形结果进行了流固耦合求解,进而对液膜厚度对密封性能的影响规律进行了分析,同时对在实际工作状态下,工作压力逐渐上升,密封各性能参数的变化规律也进行了分析。研究结果表明,该密封在高压下的端面变形符合设计需要,密封环端面间的开启工作压力在3 MPa左右,在15.9 MPa高压工况下密封端面间流场的开启力为67.6 kN、泄漏量为0.04 m3/h,平衡膜厚为2.8μm。与其他类型的密封相比,结果显示该种密封能够在高压下提供足够的开启力和在低压下较小的泄漏量。     

低温液氧T型槽密封端面流场数值模拟

以动环、静环和液膜三者为研究对象,建立了低温液氧介质T型槽密封的三维实体模型。利用流体力学计算软件FLUENT对模型进行数值模拟,得到了密封端面液膜流场的压力场分布、剪切力分布和液膜动静环两侧温度场分布,分析了主轴转速、密封介质粘度和压差对开启力、泄漏量和液膜两侧温升的影响。结果表明:动环端面开槽可减少粘性摩擦热,液膜静环侧温升高于液膜动环侧温升,开启力和泄漏量与转速和压差的变化成正比,主轴转速的提高和密封介质粘度的增大都会提高端面温升,压差对温度变化的影响较小。     

端面周向波度密封中流场的数值模拟

建立端面周向波度密封密封端面间液膜流场的数值模型,采用计算流体力学软件FLUENT对密封间隙中的液膜进行三维数值模拟,得到液膜流场的压力分布,求得密封的泄漏量、开启力和刚度等密封特性参数,分析密封几何参数(如波幅、波数、密封环坝区的宽度与密封环宽度之比)对密封性能的影响.结果表明:随着液膜厚度的增加,开启力减小,泄漏量增大;密封几何参数对密封特性参数的影响存在一定的规律,如波幅越大、波数越多,密封环端面的流体动压效应越明显,而随密封环坝区的宽度与密封环宽度之比的增加,开启力、泄漏量和刚度都减小.     

基于模糊神经网络的气体密封故障诊断

针对传统的依靠单一参数对密封状态监测的不足,利用模糊神经网络处理问题的能力,综合多种密封参数的信息,建立针对密封状态监测的模糊神经网络系统,提出基于模糊神经网络的故障诊断的方法。该方法确定泄漏量、端面温度、气膜厚度、阻封气泄漏量作为密封的监测参数,并确定各个参数的隶属函数;通过大量的历史数据、MAT-LAB模拟数据和专家知识分析得到各个特征参数值和修正值,建立5种密封状态的输出模式;通过隶属函数实现输入样本的模糊化;通过MATLAB编程来设计、优化神经网络结构,利用历史数据训练神经网络。通过实例分析验证了建立的模糊神经网络的实效性。     

平面型非金属阀瓣截止阀的密封性能

应用有限元分析软件建立平面型非金属阀瓣截止阀密封副的简化模型,对变操作工况下密封副的接触应力分布和变形情况进行分析。对比相同工况下不同结构阀瓣的接触应力分布和位移变化的差异,比较其性能,并采用试验进行验证。结果表明:密封接触面上应力分布关于密封面中径呈对称分布,在接触面内外径处应力最大,并从两端向密封面中径方向减小。阀瓣结构中,密封垫径向有约束的阀瓣较密封垫径向无约束的阀瓣密封性能好。     

金属W形密封环的弹塑性接触有限元分析

采用ANSYS有限元软件建立金属W形密封环的有限元模型,对金属W形密封环在给定工况下的弹塑性接触变形进行非线性有限元分析,得出相应情况下的接触应力分布和范.米塞斯(Von-M ises)应力分布;讨论密封环操作参数和结构参数对密封性能的影响。结果表明,在预紧工况和工作工况下,密封环的最大接触应力均能满足密封要求,且最大Von-M ises应力小于屈服极限,金属W形密封环可以实现密封;适当增大金属W形密封环壁厚或加大预压缩量,可以提高其密封性能。     

镶装式密封环热应力的有限元分析

通过圆柱面过盈联接公式计算镶装式密封环过盈量,采用有限元分析方法建立了二维轴对称模型,并施加了合理的边界条件,得出了镶装式密封环最小过盈量和最大过盈量的应力场和温度场分布。     

高压低速干摩擦变形自适应机械密封研究

采用理论分析与试验结合的方法,研究了高压低速干摩擦状态下变形自适应机械密封的摩擦特性和密封性能。通过ANSYS模拟外压作用下端面变形和接触应力分布,分析其对机械密封性能的影响。采用硬质合金与浸锑石墨配对组成摩擦副,通过干摩擦试验得出一系列变形自适应机械密封的性能参数。利用电子显微镜（SEM）对摩擦副的磨损表面进行了观察和分析。结果表明,在高压低速状态下,硬质合金与浸锑石墨配对组成摩擦副运转稳定,自适应性能良好,拥有优异的综合性能。