螺旋槽泵出型干气密封端面气膜压力近似解析计算

大多数螺旋槽干气密封采用高压密封气体在密封环外侧的泵入式结构。近来,出现了高压气体在密封环内侧的泵出型螺旋槽干气密封,而这类密封常用来密封液体介质。采用Mu ijderman完善的螺旋槽窄槽理论,给出泵出型螺旋槽干气密封端面气膜力的一种近似解析计算方法,给出计算案例,并与泵入型结构进行对比。计算结果表明,同样条件下,泵出型干气密封的端面开启力小于泵入型。     

仿生学在机械密封技术中的应用和展望

综述了仿生学和生物非光滑表面理论在工程上的应用和研究进展,明确提出可将仿生非光滑表面理论和方法应用于机械密封的设计、研究和应用中,并进行了可行性分析.     

基于维里系数的实际气体分子平均自由程近似计算

考虑微间隙气体润滑计算中的实际气体效应时,需要计算实际气体分子平均自由程。提出一种基于Virial系数的实际气体分子平均自由程的计算方法,该方法通过Virial方程确定实际气体状态方程中的压缩因子,基于理想气体分子平均自由程的算法,用实际气体状态方程代替理想气体状态方程,从而计算得到实际气体分子平均自由程。采用该方法计算不同压力下,空气、CO2、N2、H2实际气体分子平均自由程,并与理想气体分子平均自由程进行比较。结果表明,空气的实际气体分子与理想气体分子的平均自由程计算结果差别很小;常压下,空气、CO2、N2实际气体分子平均自由程略小于理想气体,H2的实际气体分子平均自由程略大于理想气体;随着压力增大,分子平均自由程减小,实际气体分子平均自由程偏离理想气体分子平均自由程的程度增加     

螺旋槽液体非接触零泄漏机械气液分界面影响因素分析

分析了螺旋槽液体非接触零泄漏机械密封气液分界面的影响因素，给出了确定零泄漏条件的最低转速和最高转速的理论表达式，以及根据工作转速确定最大允许开槽深度的计算式。     

磁流体密封的优化设计研究

本文对磁流体密封应用前景进行了展望；在前人工作的基础之上，通过对现有的部分磁流体密封结构与参数的分析计算进行了优化设计。给出了磁钢的材料选择和尺寸确定原则以及密封压差和齿形、密封间隙的优化设计原则和取值范围。     

干气密封的实际气体焦耳-汤姆逊效应分析

干气密封系统中气体通过过滤器、阀门、孔板和密封端面等组件时会发生焦耳-汤姆逊（JT）效应,可能导致密封气温度降低,甚至出现液相凝析。焦耳-汤姆逊效应一般通过焦耳-汤姆逊系数来反映。针对干气密封常面临的氢气、氮气、空气和二氧化碳,利用VDW方程、RK方程、SRK方程和PR方程4个经典状态方程（EOS）分别计算了相应的焦耳-汤姆逊（JT）系数,并与文献实验数据进行了比较,选择最佳状态方程作出各气体的JT系数曲线和焦耳-汤姆逊反转曲线（JTIC）,并利用编程计算出空气和氮气通过干气密封端面时,由于JT效应引起的气体温降。结果表明：实际气体的焦耳-汤姆逊效应,对干气密封的节流环节会产生重要影响。常温条件下,氢气发生致热效应,而氮气、空气和二氧化碳气体发生致冷效应。采用4种状态方程计算焦耳-汤姆逊系数时,RK方程的平均相对误差和最大相对误差最低且分别小于4%和10%。干气密封气体的实际气体焦耳-汤姆逊效应能引起较大的温度变化,其中气体介质压力比介质温度对温差的影响更大。压力较小时JT效应引起的温降可以忽略。关键词：干气密封;实际气体;状态方程;焦耳-汤姆逊系数;反转曲线     

插入物对新型换热器传热性能的影响

在新型换热器--自支撑矩形缩放管换热器的基础上,利用Fluent数值模拟方法,研究了在其壳程内分别插入传统插入物(旋流片)和新型插入物(折板)后传热性能与流动特性的变化,研究的雷诺数(Re)变化范围为27900~41900。结果表明,与空管缩放管换热器相比,插入旋流片和折板的换热器壳程的传热系数随Re的增大分别增加了31.07%~33.08%和38.01%~46.74%;插入物在提高传热系数的同时也引起了通道内压降的增大,插入旋流片和折板时通道内压降分别增加了69.32%~77.42% 和 68.49%~87.16%;插入折板后壳程通道内的综合传热性能最好,其次是插入旋流片的,无插入物时则最差。提高换热器传热性能的关键是要改善通道两侧缩放管处的传热性能,减小速度场与温度场间的协同角是增强换热器传热性能的一项重要措施。     

新工科理念下油气储运工程专业内涵的思考

新工科是面向新经济新产业发展而兴起的高等工程本科教育改革与建设,其中包括了传统工科专业如何在新工科理念下发展,使其具有新工科内涵、成为新工科专业。油气储运工程专业是一个传统的工科专业,为适应未来新经济新产业的发展,需要对其在新工科理念引领下进行升级改造,但在新工科理念下油气储运工程专业内涵包含什么是值得深入思考的问题之一。氢能是面向未来的一种新型能源,氢气的储存与运输应成为油气储运工程专业的一个重要内容。建议尽早在油气储运工程课程体系中设置涉及氢气的储存、运输、加注、液化、使用等相关内容,更好地满足未来油气储运工程面对新经济新能源发展要求。     

考虑密封环材料属性和表面形貌干气密封启停阶段的动态接触特性分析

干气密封启停阶段的端面接触是不可避免的,为了揭示端面发生接触时的力学特性以保证干气密封稳定运行,运用统计学接触理论和等效阻尼思想,考虑密封环材料属性,推导出适用于分析干气密封干摩擦界面法向动态接触刚度和动态接触阻尼的解析模型,并通过实验测得密封环真实表面形貌,确定了接触模型的初始参数。探究干气密封端面发生接触时动态接触刚度和接触阻尼等参数的变化规律。结果表明,动态接触刚度随接触比压、扰动振幅的增大而增大。扰动频率对动态接触刚度的作用效果远小于接触比压或振幅对接触刚度的作用效果。动态接触阻尼随接触比压的增大而增大,随扰动频率和振幅的增大而减小。通过与多种经典接触模型对比,当前的计算结果与GW模型更为接近。针对干气密封碳化硅作为动环、石墨作为静环的配对方式,在端面未发生磨损时,结合面的微扰动态特性以动态接触刚度为主,动态接触阻尼较弱。法向接触特性的变化主要考虑50%临界脱开转速之前的接触阶段。     

沟槽形状对O形橡胶密封圈密封性能的影响

为了研究沟槽形状对O形橡胶密封圈密封性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS对装配在燕尾沟槽中的O形橡胶密封圈进行建模,分析其在不同压缩率和介质压力下的变形与受力情况,获得对应的最大Von Mises应力、最大剪切应力、最大接触压力的分布情况,并与矩形槽的情况进行对比。结果表明:在不同压缩率和不同介质压力时,O形密封圈与燕尾沟槽配合使用时的最大Von Mises应力、最大接触压力均大于与矩形槽配合使用时,特别是在介质压力较高时,说明与燕尾沟槽配合使用时O形密封圈密封效果更好。