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。     

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。     

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     

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。     

油气两相动压密封端面结构多参数正交优化及试验研究

针对油滴均匀分布在气相中的油气两相动压密封,利用Fluent软件建立两相动压密封端面间流体模型,并采用多参数正交优化法,分析密封性能参数（工作膜厚、流体膜刚度、泄漏量及摩擦扭矩）随两相密封动压槽结构参数（螺旋角、槽深、槽宽比、槽坝比和槽数）的变化。分析结果表明：在恒定转速、压差和闭合力条件下,通过调整各结构参数均可获得最大工作膜厚;流体膜刚度随着螺旋角和槽深的增大而减小;气体泄漏率和液体泄漏率随密封槽结构参数变化规律相同,且变化规律与工作膜厚相同;得到了定工况下的最优动压槽结构参数。最后通过自主设计的气液两相动压密封实验装置进行静压试验和运转试验,验证了动压密封在油气两相介质工况下应用的可行性。     

泵出型螺旋槽机械密封端面间隙气液两相流动数值分析

针对泵出型螺旋槽气膜密封由于阻塞气压力降低,被密封液相介质进入密封间隙的情况,以密封端面间隙流体膜为研究对象,利用Fluent软件VOF模型模拟阻塞气压力恢复到正常值时端面间隙的流动状况。此时流体膜处于气液两相非稳定流动状态,研究密封端面间气液两相介质分布、压力分布及密封性能随时间的变化规律。结果表明:在假设条件下,内径处阻塞气压力恢复到正常值,流体膜能够恢复成纯气相流体膜;液相介质能增强流体动压效应,增大气相介质流动阻力,降低泵送量;气液两相掺混,改变了气液两相分布、压力分布、泵送量等密封性能,增大了流体膜恢复成纯气相的难度,且在液相介质进入螺旋槽状况下,流动过程中少量液相介质在内径处发生泄漏。     

不同相态机械密封的膜压系数

文中介绍了各种不同相态的机械密封流体膜层、简化的相变模型及其膜压系数,重点介绍简单模型的内流型外侧密封的膜压系数及其计算,可供生产实际使用。     

机械密封的相态判断及相态稳定性分析

本文对机械密封的几种不同相态的模型及其工作稳定性进行了讨论和分析,提出机械密封相态稳定性的判据和稳定区界限。最后给出相态稳定性的主要影响因素和控制相态稳定性的指标。利用p-T图可以判断机械密封的相态,进一步了解密封工作的稳定性并帮助作故障分析,以便采用相应的措施来保证机械密封工作稳定、安全可靠。这些相态稳定性界限、汽化温差、判断相态的方法和故障分析方法可供实际参考使用。     

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，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，要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。     

双列螺旋槽机械密封效果对比研究

为了在实际生产中提高双列同向螺旋槽密封效果,分析了其机械密封端面的液膜流场分布。基于计算流体力学(CFD)软件对所建立的双列同向螺旋槽机械密封端面和普通接触式机械密封端面结构的三维模型进行了数值模拟分析。针对各种工况模拟液膜在动环端面上的流场状态,计算模型的泄漏量。利用实验设备测量实际工作中液膜的压力分布与泄漏量。将普通接触式机械密封端面实验数据与其模拟结果进行对比,两者之间存在误差的主要原因是实验过程中设备的振动。模拟结果显示在0.1~0.5 MPa范围内相同转速的工况下,双列同向螺旋槽结构的密封效果约为普通接触式机械密封结构的2倍。     

微槽群内汽液界面温度分布的红外热成像

采用红外测温仪测量了液体工质在受热微槽表面的温度场分布,实验研究结果表明:相同深度条件下,较窄的微槽液体工质温度分布较均匀;相同宽度条件下,深度对微槽内液体工质温度分布的影响不大.在较小的热流密度条件下,深度相同时,较窄的微槽汽液界面平均温度较低,宽度相同时,深度的变化对汽液界面平均温度的影响不明显;在较大的热流密度条件下,深度相同时,较窄的微槽汽液界面平均温度较高,宽度相同时,较浅的微槽汽液界面平均温度较高.     

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.     

石油化工泵用机械密封的可靠性分析

利用威布尔分布参数估计与故障分析相结合的方法对齐鲁石化公司炼油厂工艺装置各种类型离心泵用机械密封作了可靠性分析。通过分析得出各种不同介质、不同工作条件、不同摩擦副材料和不同结构的机械密封具有不同的威布尔指数等可靠性参数。与故障分析结合,对故障采取有效的纠正措施并找出进一步改进的方向。文中针对现场出现的问题,介绍了采用平衡型密封、冲洗等辅助措施及汽相密封、流体动压密封和合适摩擦副材料配对等改进措施,对威布尔参数分析用于机械密封可靠性分析提出一些看法,有利于炼油工艺装置泵机械密封的故障分析和技术改进。     

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。     

水平管外液膜液滴作用下的蒸汽流动特性

为研究水平管外液体和气体相互作用下的两相流动特性,选择蒸发器中广泛应用的转角正方形排列管束为物理模型,采用流体体积函数(VOF)方法追踪气液界面,提出液体在管间以液滴形式存在的模型假设,结合管间空隙率数据来初始化水平管外液膜厚度和液滴直径,模拟蒸汽在管外液膜和管间液滴作用下的流动过程,分析气液两相的压力场和速度场.结果表明:小喷淋密度下,进出口压降计算值和实验吻合良好;在计算域内,下部区域压力值高于上部区域,且最小压力分布在液滴附近的右下侧区域;压力分布的不均会造成液滴在下落过程中的变形.     

储层多孔介质中烃类液体非平衡吸附实验研究

油气体系在地层多孔介质中储集和渗流,与储层多孔介质形成一个相互作用的系统.由于储层岩石孔隙小、比表面大,部分流体将吸附于孔隙表面,形成吸附相,进而影响流体相态和渗流规律,尤其在低渗透多孔介质中,吸附现象更为严重.在分析研究多孔介质中液烃吸附特点的基础上,进行了真实岩心中三元烃类液体混合物的吸附实验研究.研究结果表明,对于低渗透储层,吸附的影响不能忽略.     

探讨核主泵用流体静压型机械密封在高压和高速下的机械密封性能

将核主泵用流体静压型机械密封作为研究的对象,其中考虑到密封圈的影响,在高速和高压情况下,端面热弹变形很容易影响到其展现出来的密封性能的特点,因此采用有限元法阐述密封环的热弹变形,对其密封性能做出一定的分析.该文核主泵用流体静压型机械密封在高压、高速的条件下,高压会导致密封端面力变形,而高速环境中则会使端面间流体膜因粘性剪切作用,同时再加上旋转组件的搅拌生热,在整个机械密封的温度场发生改变的同时,密封环也产生了变形.     

大空间液体沸腾换热的汽液理论探讨

本文根据液体沸腾换热的复杂特点,提出大空间沸腾换热的汽、液理论模型,就是将液体沸腾时分成汽、液两相来处理,每相都有自己的基本方程,汽、液两相之间有共同的边界条件。从汽相、液相两组方程及边界条件,用相似理论推出大空间自然对流沫态沸腾换热的准则方程。     

化工机械密封的泄漏问题与对策

机械密封是化工设备最为主要的密封方式,机械密封是一种旋转轴用的接触式动密封,它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面紧贴着相对旋转,从而达到密封的要求。我们可以从端面膜形态的角度来解决机械密封的泄漏问题。