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高参数波纹管机械密封系统耦合振动特性研究

发布时间:2020-11-18 23:25
   在国内外石油化工的旋转设备中,以波纹管机械密封应用最为广泛,这是由于其具有密封性小、泄露量少、可靠性高、寿命长等优点。然而波纹管机械密封工作参数也正朝高参数、复杂工况方向发展,尤其在新疆地区存在高温、高压、极端冷热条件的情况下,波纹管与摩擦副会出现刚柔液耦合振动,产生泄露,影响密封性能。虽然对机械密封系统进行耦合分析国内外已有一定的研究,但都关注于热流固多场耦合分析,并没有考虑波纹管机械密封系统的刚柔流多体性,所以还存在许多问题。首先波纹管机械密封是一个刚柔流多体结构,包含了波纹管、动环、静环、流体膜、转轴等部件,且处于热流固多场耦合综合影响之下,包括密封环间的热力作用以及摩擦副界面流体膜与固体密封环之间的热流固耦合作用等,组件间存在非常复杂的非线性关系,以往的研究中以定性分析为主,在具体的理论模型的建立上还不够完善。同时,目前有很多研究刚柔多体耦合系统动力学的文献,但是大多数都是对简单机械系统做动力学建模分析,而像波纹管机械密封系统这样刚柔流多体耦合和热流固多场耦合复杂系统进行数值建模及振动特性研究,国内外相关文献很少,所以对波纹管机械密封系统进行多体多场耦合振动及失效分析研究具有重要的理论和科学意义。本文基于此背景提出一种研究焊接金属波纹管机械密封系统刚柔液耦合振动特性的方法,建立焊接金属波纹管与端面动静环及液膜耦合振动的数学模型,将此多自由度系统振动方程借助python工具进行编程求解,分析了机械密封系统耦合振动的运动构成及与系统结构的关系,得出了不同工作参数对焊接金属波纹管机械密封耦合振动的影响,为波纹管机械密封装置提供了有益了设计参考、为控制耦合振动问题提供了思路和方向。
【学位单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:TH703.2;TH136
【部分图文】:

技术路线图,波纹管机械密封,多场耦合,数值建模


波纹管机械密封装置多体多场耦合数值建模及振动分析技术路线

机械密封,波纹管,基本结构


新疆大学硕士研究生学位论文2、 波纹管机械密封系统静力学特性分析密封系统组成封亦被称为端面密封。机械密封依靠端面间动静环的追随接,是从原理上区别于密封圈方式的轴向机械密封形式。该密封彼此做相对转动,而机械密封本质上是一种密封原件,该密封面达到密封的效果,因此又被乘坐缓冲补偿机构[21]。封系统的结构组成如图 2-1 所示;

补偿元件,波纹管,刚度特性,弹性


量E/GPa比μ/kg m195 0.31 7.9 103刚度特性特殊,在其进行的短时间变变形符合胡克定律,这也说波纹管的运转在高速工况下的问题[23],需要对波纹管和刚度特性加以分析,建立其
【参考文献】

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本文编号:2889360

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