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。     

火箭发动机液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性动力稳定性

研究了不平衡激励下密封对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统非线性动力稳定性的影响；采用Muszynska模型描述密封流体激振力，根据Timoshenko梁-轴有限元模型离散化转轴，建立了实际液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性有限元模型；结合Floquet理论和打靶法，分析了该不平衡系统的动力稳定性和非线性行为。研究表明：密封诱发的次同步进动造成的系统失稳破坏首先发生在涡轮端轴承；轴承阻尼、密封轴向雷诺数和密封长度对系统临界失稳转速有显著影响，随着轴承阻尼和密封轴向雷诺数的增大，系统临界失稳转速增加，随着密封长度的增加，临界失稳转速逐渐变小。     

碱液循环泵机械密封失效分析及改进

乙烯装置压缩系统浓碱液循环泵是碱洗塔的塔底循环泵,它将经裂解气碱洗过的碱液输送到塔顶,使碱液循环使用。该泵在实际运行中,频繁发生泄漏,机械密封在安装运行一周左右开始微漏,1～2个月内泄漏量增大,无法继续使用。严重影响了装置的环保达标和长期稳定运行。该泵为单吸悬臂卧式离心泵,主要技术参数如下表:失效分析一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料与介质不相容,以及制造和安装问题等。端面比压是机械密封的重要性能参数,端面比压要在设计的范围之内(内装式机械密封一般为0.2MPa～0.4MPa),以保证机械密封端面良好配合,使…     

变压机械密封的研究

探讨了变压机械密封的设计方法，并通过对密封端面润滑状态的分析，提出了一种计算平衡比Ｂ的方法，其计算值与试验值基本符合，应用该法设计的变压机械密封具有良好的密封性能。     

石油化工泵备用机械密封及报警系统的研究

为防止和监控关系泵用机械密封的突然失效，研制了备用机械密封及提警系统，该系统是在主密封后面安装一个非接触式备用机械密封，主密封与备用密封间有一个辅助密封腔，与压力报警装置相连，当主密封失效时，辅助密封腔内压力上升，驱动备用密封的两端面立即贴合进入工作状态，起到二次密封的作用，阻止危险介质向大气泄漏保证主机连续运转，此系统比传统的双端面密封及串联密封的结构简单，安装方便，给出了非接触式备用机械密封的     

螺旋槽上游泵送机械密封有限元数值计算

研究了螺旋槽上游泵送机械密封的工作机理。分析了该密封端面间的液体运动规律并建立了用于计算机械密封端面内液体二元流动的雷诺方程，用有限元数值计算的方法得出了一定条件下螺旋槽上游泵送机械密封端面间液体的压力分布，开启力及上游泵送量等，计算结果表明，螺旋槽上游泵送机械密封端面液膜内的压力分布呈三维凸形曲面，该密封具有明显的流体动压效应，低压侧的流体向上游泵送到槽底直径处压力增至最大值。该密封稳定性较好，理论上能实现零泄漏。     

石油化工泵备用机械密封及报警系统的研究

为防止和监控关键泵用机械密封的突然失效，研制了备用机械密封及报答系统。该系统是在主密封后面安装一个非接触式备用机械密封，主密封与备用密封间有一个辅助密封腔，与压力报警装置相连。当主密封失效时，辅助密封腔内压力上升，驱动备用密封的两端面立即贴合进入工作状态，起到二次密封的作用，防止危险介质向大气泄漏并保证主机连续运转。此系统比传统的双端面密封及串联密封的结构简单，安装方便，给出了非接触式备用机械密封的设计方法和计算公式，得出了备用密封的最佳参数范围。试验及现场检验表明，研制的备用密封工作多数在理论上与实际相一致。     

螺旋槽式液体机械密封的动力学性能分析

采用有限元法求解螺旋槽式液体机械密封的雷诺方程，得到了机械密封中的二维压力分布，并在此基础上建立了机械密封的动特性参数的表达方式和计算方法．结合对某典型的人字形螺旋槽式液体机械密封的动特性参数的计算与分析，给出了结构参数和运行参数对螺旋槽式液体机械密封动力学性能的影响，在密封间隙大于10μm时可忽略流体动力学的影响．分析了液体机械密封的动力学稳定性，在一定工况下机械密封的力刚度和力矩刚度系数会成为负值而造成密封系统失稳．在机械密封设计中引入了密封动力学设计的概念．     

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。     

机械密封对转子轴承系统动力学性能的影响

采用集总质量模型和传递矩阵法建立了考虑机械密封影响的转子轴承系统动力学方程,并采用广义逆迭代法求解出上述线性方程组的特征值.在考察系统的响应时,采用Gauss消元法计算不平衡激励下系统的强迫振动响应.结合某典型的八字形螺旋槽式液体机械密封的动特性参数计算结果,给出了机械密封对高速转子轴承系统动力学行为的影响,并同时分析了结构参数对系统动力学性能的影响,以及在不平衡激励下考虑机械密封系统时转子轴承系统的强迫振动响应.结果表明,机械密封的存在对高速转子轴承系统动力学行为有一定的影响.例如,对于柔性转子系统,考虑机械密封系统时可使系统的一阶阻尼临界转速提高60%～80%.     

非完整液膜上游泵送密封特性分析

针对密封端面动压槽数量较少或低速低压密封运转过程,上游泵送密封端面处于非开启状态,提出一种能有效润滑密封表面并减少泄漏量的非完整液膜上游泵送密封。利用Fluent流场分析软件,建立了非完整液膜上游泵送密封模型,对比分析了非完整液膜上游泵送密封和接触式机械密封的液膜承载能力和端面润滑特性;研究了在不同工况和动压槽深度情况下,非完整液膜上游泵送密封的液膜承载能力和动压开启效果的变化规律。结果表明:非完整液膜上游泵送密封的液膜承载能力随着工作压力和转速的增加而增加,动压开启效果随着工作压力的增大而减小,转速的增加而增加;液膜承载能力和动压开启效果随着膜厚的增加而减小。     

单双列螺旋槽上游泵送机械密封效果比较

为了提高上游泵送机械密封性能,针对单列槽和双列槽,2种不同槽型的密封效果进行对比研究。基于Muijderman无限窄槽理论推导了液膜压力、开启力、刚度等理论计算公式,类比水泵结构,给出了螺旋槽泵送效应表达式,并与单列螺旋槽进行比较分析。结果表明,双列螺旋槽具有上游泵送效应,能够实现密封,单列螺旋槽压力分布更平稳,相同膜厚下,液膜刚度比单列螺旋槽上游泵送机械密封大,相同开启力下,双列螺旋槽具有更小的液膜厚度和更大的液膜刚度。     

氮肥厂脱硫循环泵的改造

针对中、小型化肥厂生产中脱硫循环泵泄漏的问题,分析了造成泄漏的主要原因是机械密封的动、静环失效与弹性压紧元件的失效或由于种种原因造成的动环比压不足。提出了通过改变动、静环材料,提高压紧元件比压,防止弹性元件失效等措施,改进离心泵的密封结构,改善机械密封的工作环境,使脱硫循环泵的泄漏问题得到了解决。     

导热油泵机械密封失效的机理分析

为解决机械密封失效问题，对机械密封失效形式作了归纳和定性的机理分析，发现造成机封失效的主要原因是选材不当和结构不合理，提出了解决方案且效果良好。     

石化釜用机械密封失效问题的探讨

釜用机械密封是解决搅拌轴密封的一种理想方式,而泄露则是石化釜用机械密封失效的主要形式。该研究将主要对釜用机械密封失效的形式、密封失效的原因以及解决密封失效性的方法进行分析和探讨。     

螺旋槽上游泵送机械密封有限元数值计算

研究了螺旋槽上游泵送机械密封的工作机理 ,分析了该密封端面间的液体运动规律并建立了用于计算机械密封端面内液体二元流动的雷诺方程。用有限元数值计算的方法得出了一定条件下螺旋槽上游泵送机械密封端面间液体的压力分布、开启力及上游泵送量等。计算结果表明 ,螺旋槽上游泵送机械密封端面液膜内的压力分布呈三维凸形曲面 ,该密封具有明显的流体动压效应 ,低压侧的流体向上游泵送到槽底直径处压力增至最大值。该密封稳定性较好 ,理论上能实现零泄漏     

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。     

机械密封在较高压力场合的应用

炼厂是机械密封应用密集区域,非平衡式机械密封是炼厂设备中最常采用的机械密封形式.然而当非平衡式机械密封在较高压力场合下应用时,发现其密封效果较差.以兰州石化公司426泵房2号泵为例,分析了非平衡式机械密封在较高压力场合下故障频发的原因,并将该场合下非平衡式机械密封和平衡式机械密封的密封原理及效果进行了分析对比,最终得出通过改变机械密封的结构形式可以有效解决设备机封在较高压力场合下故障频发的问题.