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核主泵用双锥度端面流体静压机械密封热弹流效应研究
  • ISSN号:1004-0595
  • 期刊名称:摩擦学学报
  • 时间:2012.5.5
  • 页码:244-250
  • 分类:TH117.2[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310032
  • 相关基金:国家自然科学基金(50775206,51005209)、国家科技支撑计划(2011BAF09B05)及浙江省杰出青年基金(R1090833)等项目资助.
  • 相关项目:高参数机械密封多场耦合动态模型与液膜润滑稳定性研究
中文摘要:

针对核主泵用双锥度端面流体静压型机械密封热弹流效应研究在高压和高速条件下,其密封性能易受端面热弹变形影响的特点,提出了收敛型双锥面流体静压型机械密封,并建立了热-流-固耦合数学模型;通过采用有限差分法求解端面温度和端面流体膜压的控制方程组,采用有限元法求解密封环的热、弹变形,对密封进行了流、固、热耦合分析,研究了热弹变形对密封性能的影响,并对单锥面和双锥面2种流体静压型机械密封的密封性能、温度分布进行了对比研究.结果表明:双锥面密封与单锥面密封相比,不仅稳定性更好,而且端面温度分布更均匀,可靠性更高,但是泄漏率略有上升;在泄漏入口处即高压侧,外锥面锥度的大小对开启力影响较大,而在泄漏出口处即低压侧,内锥面锥度的大小对泄漏率影响较大;内锥面宽度比取0.05左右时能获得较大的刚漏比.

英文摘要:

The surface thermo - elastic deformations of a hydrostatic mechanical seal in reactor coolant pumps play an important role on sealing performance when they operate at high pressures and high speeds. A thermo - elasto - hydrostatic coupling model is established for such a seal with a double tapered face forming a convergent gap by considering the variations of dynamic viscosity of sealed fluid with fluid pressure and temperature, heat transfer between lubrication film and seal rings and the deformation of end faces. The governing equations for fluid film pressure and temperature are numerically solved by using finite difference method, and the thermal - mechanical deformations are simulated by using finite element method. The thermal - fluid - solid coupled analyses are carried out. The effects of thermo - elastic deformation on sealing are studied. A comparison of sealing performance between the two types of such seals with one or double tapered surface are analyzed. The results show that a double tapered hydrostatic mechanical seal has higher stability than that of a one tapered hydrostatic mechanical seal. The outlet cone has greater influence on leakage rate than that of the inlet cone, but it has less effect on the opening force than that of the inlet cone. The film stiffness to leakage ratio becomes larger when the inlet cone face width ratio equals to 0.05. The surface temperature distribution of a double tapered face seal ias more uniform than that of a one tapered face seal.

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期刊信息
  • 《摩擦学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院兰州化学物理研究所
  • 主编:薛群基
  • 地址:兰州市天水中路18号
  • 邮编:730000
  • 邮箱:tribology@lzb.ac.cn
  • 电话:0931-4968238
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0595
  • 国内统一刊号:ISSN:62-1095/O4
  • 邮发代号:54-42
  • 获奖情况:
  • 中国科学院优秀期刊三等奖,甘肃省达标期刊优秀奖,1999年、2000年连续2年获工程类学术影响因子第一名
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11879