燃气轮机直通式迷宫密封的非稳态流场分析

当叶轮机械的转子发生振动时,转轴与密封件间距发生变化,通过转子密封的泄漏量将与稳态下的数值存在一定的差异.本文旨在通过三维数值模拟对转子振动条件下的泄漏特性进行分析、预测.通过计算发现,转子的振动可增加迷宫密封的泄漏量,并对转子产生一定的气体作用力.     

无油涡旋压缩机涡旋齿齿顶密封结构的研究

本文对无油涡旋压缩机涡旋齿齿顶密封结构进行优化,提出一种新型径向组合密封结构,利用几何和工程流体力学的方法,推导出基圆渐开线无油涡旋压缩机齿顶光滑间隙密封、齿顶迷宫密封、齿顶组合密封泄漏量的算法,建立了无油涡旋压缩机相邻压缩腔实验台,分别测量了3种密封结构在相同压差条件下的气体泄漏量,并研究了无油涡旋压缩机动涡旋盘转速对泄漏量的影响。对比实验与理论计算结果可得：理论计算结果与实验结果基本相近,光滑密封与迷宫密封泄漏量随压差的增大而增大,而组合密封泄漏量与压差成反比,但密封条磨损量增加。迷宫密封泄漏量实测值约为光滑密封实测值的80%,组合密封泄漏量实测值约为光滑密封实测值的63%,且3种密封结构的径向泄漏量随动涡旋盘转速的提高而降低,当动涡旋盘转速超过4 000 m/s时趋于平稳。     

用于密封液体的一种新型磁性液体密封结构

磁性液体密封具有"零"泄漏、寿命长等优点,在气体密封等领域得到了成熟的应用,然而,在液体环境中的密封性能较差。本文综述了磁性液体密封液体的发展现状,对传统磁性液体密封结构进行了改进,提出气体隔离式磁性液体密封,将原磁性液体密封液体介质的问题转化为其密封气体介质的问题,从根本上解决了磁性液体与被密封液体界面的不稳定性问题。     

多级漏孔泄漏分析及其漏率预测方法研究

为了评估气体介质经多级漏孔的泄漏量,指导多道密封结构的安全设计,有必要研究气体经多级漏孔的泄漏特性。通过建立双级与多级漏孔的数学模型,在不同的初始条件下对多级漏孔的泄漏特性进行了计算分析。结果表明:多级漏孔的稳定漏率仅与各级独立漏孔漏率有关,与中间空腔体积无关,其倒数等于各级漏孔漏率的倒数之和。影响稳定时间的因素包括末级漏孔的漏率、其余各级漏孔组成的多级漏孔漏率以及中间空腔的容积。利用分析结果,提出了多级漏孔漏率的预测方法。     

以聚四氟乙烯为密封件的法兰结构低温密封性能研究

利用法兰-密封件-螺栓密封结构密封性能测试实验台,针对常温和-196℃低温温区,对聚四氟乙烯密封圈密封性能的影响因素开展了实验研究,着重探讨了螺栓预紧力矩、工作压力及温度对其密封性能的影响情况。结果显示:在固定预紧力矩下,随着工作压力的不断升高,该密封结构在常温和-196℃两个温区都会出现泄漏临界压力点,并且临界压力与单位面积密封圈上预紧力之间均呈现较好的线性关系;在相同的螺栓预紧力下,该密封结构在低温下的临界压力低于常温下的临界压力,说明聚四氟乙烯密封性能常温优于低温。     

24°球形管路接头低温密封性能研究

对24°球形密封管接头进行了计算分析,从理论与试验上分析24°球形管路接头的密封性能。首先利用界面渗透原理和A. Roth假设对界面微漏孔泄漏原因和理论模型进行了研究;其次利用双线性等向强化本构模型对球头密封面的弹塑性变形过程进行有限元分析;最后利用密封面微漏孔泄漏模型对常温和液氮环境下的球头密封特性进行了分析。研究结果表明:(1)24°球接头第一道密封面平均宽度0.296 mm,第二道密封面宽度0.389 mm;(2)24°球头密封面最大比压在573 MPa左右,第一道密封面平均比压381 MPa,第二道密封面平均比压290 MPa;(3)24°球头密封接头液氮环境下的理论泄漏率为4.0×10^-6Pa·s,与平均试验泄漏率5.1×10^-6Pa·s相比,误差为22%。     

包装容器密封结构多组分气体泄漏渗透计算方法

目的建立含气体泄漏及渗透的橡胶圈密封包装容器内多组分气氛浓度场计算方法。方法分析了密封圈结构密封容器多组分气体内外交换方式及其计算方法,在此基础上建立了密封器内多气体组分变化规律的微分方程数值解方法以及CFD(计算流体力学)方法,并计算模拟了较长时间内容器气氛变化情况。结果两种方法均可对包装容器密封结构多组分气体的泄漏和渗透进行较好的模拟,在贮存40 d时,两者的计算结果差异不大于3.2%,其中,CFD计算方法在处理多组分浓度分布方面具有天然的优势,并且计算结果更合理。结论建立了考虑泄漏、渗透的密封容器内多组分气氛变化规律计算模拟方法和多组分气体浓度场变化规律数值模拟方法。     

深低温可重复使用密封结构设计及试验

提出了一种低温下可重复使用低安装力矩管路密封连接结构,对其进行了结构设计,该结构采用台阶式双道密封连接结构,主密封选用金属碟形圈,采用橡胶O形圈作为辅助密封,对于可能泄漏出金属密封部位的少量气体进行二次密封,从而提高了整体密封可靠性。对安装力矩及密封性能进行了计算分析,确定了安装力矩范围。开展了安装力矩及常温气密试验、常低温循环试验,试验结果表明该密封结构能够满足管路系统低温下重复使用的密封要求。     

绿色包装用泡沫铝胞元压缩过程的数值计算与实验研究

泡沫铝作为一种"结构材料功能化和功能材料结构化"的典型多功能材料,在包装行业具有广泛的应用的前景。为了深入研究泡沫铝在包装行业中的应用特性,本文采用有限元计算的方法对泡沫铝的压缩过程进行了研究。研究结果表明:泡沫铝具有明显的缓冲吸能特性。同时,在随着压缩量的增加,泡沫铝胞元在压力载荷下,胞元的尖端处首先出现应力集中,随着压缩量的进一步增加,其他位置的应力也在逐步提升。通过对泡沫铝的缓冲吸能特性的研究,为其在包装中的应用提供基础理论数据。     

超高真空下熔断丝垫圈的密封性能

叙述了超高真空下熔断丝密封垫圈高、低温(高温区为310℃,低温区为-196℃)密封性能的研究方法.采用带电子倍增器的四极质谱计对密封系统进行了残余气体分析和微小漏孔检测.用以检验密封效果及其可靠性.通过多次实验研究,证明熔断丝密封垫圈不仅能经受300℃高温下的连续烘烤.而且能承受液氮温度下(-196℃)的“冷冲击”,垫圈密封性能良好,系统真空度达到2.7×10~(-8)帕。最后对这种密封垫圈温度变化过程中的密封机制作了理论分析,并给出了简要而实用的结论.     

SiO2-CaO-B2O3-Al2O3微晶玻璃在平板式ITSOFC中密封性能的研究

平板式中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的密封材料在工作温度下,与其接触的电池材料应具备以下特性:(1)气密性;(2)尺寸稳定性;(3)热匹配性;(4)化学稳定性;(5)绝缘性.采用SiO₂-CaO-B₂O₃-Al₂O₃系统微晶玻璃制备出一种适用于850℃的密封材料.该材料在850℃保证一定尺寸的前提下,能够与8YSZ电解质和Ni-Cr双极板紧密黏附,热膨胀系数8.9×10^-6)/℃和8YSZ接近,电导率约为10^-8S/cm有良好的电绝缘性能,在O₂和H₂气氛下保温100h没有气体泄漏,且密封后的黏附界面边界分明,元素扩散层厚度<10μm.实验证明该材料适用于ITSOFC 850℃密封.     

迷宫密封结构对泄漏量和轴系临界转速影响分析研究

通过数值方法对转子-轴承-密封系统动力学模型求解,对3种密封间隙、8种密封直径、8种压差、8种入口损失率和21种密封长度对泄漏量和临界转速的影响进行研究;通过密封结构对轴系临界转速影响规律进行研究,对比分析了有、无密封力作用下转子-轴承-密封系统对临界转速影响。研究结果表明：通过与DYNLAB程序、TASCFlow程序的结果对比分析,该数学模型能较好的模拟计算泄漏量和转子系统临界转速;通过泄漏量影响规律研究,得出泄漏量随着密封间隙、密封直径和密封长度得增大而增大,泄漏量随压差和入口损失率的增大而减小。通过对临界转速影响规律研究,得到考虑密封会提高临界转速,密封长度的变化对临界转速的影响最大、密封间隙的变化对临界转速影响最小。     

串联密封结构的泄漏规律研究

以串联双密封结构为研究对象,建立了串联密封结构系统的数学模型,通过理论分析和数值计算,揭示了串联密封结构系统正压泄漏的漏率、漏量与泄漏时间关系的规律及其影响因素.串联密封结构的泄漏规律可用于串联密封结构系统的设计、检漏和泄漏安全评估.     

基于应力分析的车载低温绝热LNG气瓶的结构优化和疲劳寿命研究北大核心CSCD

为了使车载低温绝热LNG气瓶在服役周期内安全运行,对车载低温绝热LNG气瓶整体结构开展了各典型工况下的强度分析、结构优化和疲劳寿命预测,完成了车载低温绝热LNG气瓶整体结构在5 g冲击下的全流程安全性评价。仿真分析了车载低温绝热LNG气瓶整体结构在6种典型工况下的应力并对结构不连续处进行应力评定,基于整体结构的应力分析对后支撑结构进行了优化,并对最关键主承压结构内胆开展了疲劳寿命预测和评定。通过全流程的应力和疲劳分析、评定研究,结果表明:车载低温绝热LNG气瓶整体结构满足强度要求;通过后支撑的优化,应力最高降低了53%,在最恶劣工况下,应力变化幅值由优化前的78.2 MPa下降为优化后的1.3 MPa,后支撑的疲劳寿命大幅提高;整体结构的疲劳寿命远高于各工况的许用寿命。     

InP/GaAs低温键合的新方法

通过对 InP/GaAs 异质键合实验方法的研究,提出了包括表面活化处理、真空预键合和退火热处理的三步法,在350℃低温下实现了InP/GaAs异质材料的键合。界面电流 电压(I V)特性的研究表明,350℃样品的界面过渡层极薄,电子主要以隧穿方式通过界面,而450℃的扩散使得过渡层增厚,界面电流 电压特性可视为双肖特基二极管的反向串联。同时,对键合样品也进行了拉力测试,实验结果表明 450℃样品的键合强度优于350℃样品。最后,对InP/GaAs异质材料的键合机理进行了探讨。     

迭层材料中气体渗透的时间延迟

本文分析了气体通过迭层材料渗透的时间延迟,以设置阻挡层减小气体渗透为目标分析了阻挡层材料的真空特性及层数。设置布位对气体通过迭层材料渗透的动态影响,从而根据增大时间延迟而相对地减小气体渗透的原理提出了阻挡层合理布位的看法。     

不锈钢截止阀密封性能试验研究

为分析空调器用不锈钢截止阀密封性能,对不锈钢截止阀软密封和硬密封进行圆度变形及气密性试验研究。针对温度影响因素,对不锈钢截止阀密封主孔圆度及制冷剂泄漏量进行采集,并与普通黄铜截止阀对比分析。试验结果表明:经高温焊接,不锈钢截止阀主孔变形量为0.010 mm;低温(-30℃)圆度变形极小,其圆度均低于0.016 mm,与普通黄铜截止阀内孔圆度一致;经高低温试验后,其泄漏量均小于1.33×10~(-3) Pa·L/s;硬密封力矩在6~20 N·m范围内时密封性能最佳。不锈钢截止阀密封性能可靠,可为空调器的运行提供有效保障。     

低温多效海水淡化真空系统抽气量的研究

低温多效海水淡化装置的蒸发温度不高于70℃,设备需在真空环境下运行,因此,真空度的保持是整个系统稳定运行的重要保障。本文对海水淡化系统中不凝气体析出量、空气泄漏量以及携带蒸汽量等参数的传统计算方法,进行了分析并提出了修订及改进。结合低温多效海水真空系统抽气量的具体案例给出了详细计算过程和结果,为低温多效海水淡化装置的真空系统的计算机辅助设计和选型提供理论支持。     

低温多效海水淡化真空系统抽气量的研究北大核心CSCD

低温多效海水淡化装置的蒸发温度不高于70℃,设备需在真空环境下运行,因此,真空度的保持是整个系统稳定运行的重要保障。本文对海水淡化系统中不凝气体析出量、空气泄漏量以及携带蒸汽量等参数的传统计算方法,进行了分析并提出了修订及改进。结合低温多效海水真空系统抽气量的具体案例给出了详细计算过程和结果,为低温多效海水淡化装置的真空系统的计算机辅助设计和选型提供理论支持。     

液氦温区微小漏孔流动特性研究

低温环境下系统器件的密封性能至关重要,对于低温密封研究,了解低温下微小漏孔泄漏的流动特性很有必要.本文构建了具有随机粗糙度壁面的二维微通道,应用仿真软件研究液氦温区漏孔微通道内气流的流动特性,计算分析通道内各物理量的分布和变化.结果 表明随机粗糙度壁面对速度分布的扰动在近壁面影响最大,随着远离壁面的方向减小,对中心区域...