纳米磁流体制备和密封性能的研究

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1、论文题目：纳米磁流体制备与密封性能研究专业：机械电子工程硕士生：张迎春(签名)丛堂羞指导教师：王金刚(签名)至坌望!l摘要本文采用有交互作用的正交实验方法对共沉淀法制备煤油基Fe304纳米磁流体的反应物配比进行研究，得到了优化的反应物配比。采用正交实验方法对影响磁流体性能的因素进行研究，并对NaOH的加入速度进行细化实验，得到了制备煤油基F0304纳米磁流体的优化工艺。制备得到的磁流体中Fe304纳米磁性颗粒粒径d≤lOnm，饱和磁化强度Ms=3．28×104A／m，粘度u=18mPa-s，密度p=1．13x103kg／m3。采用ProEngineer三维实体建模软件对轴偏心磁流体

2、密封结构建立三维实体模型，采用Ansys有限元软件对密封结构磁场进行分析，得到了轴偏心量与磁流体密封能力关系的回归公式。通过实验和计算方法对修正流体力学Bernoulli方程法、虚位移原理法、应力分析法和静力学分析法四个磁流体静止密封压差公式进行研究，分析了各公式的优缺点和工业应用的可行性。应用Ansys流体计算模块FLOTRANCFD对磁流体旋转轴动密封离心力在磁流体内产生的压强与密封间隙、旋转速度、磁流体粘度、磁流体密度的关系进行了研究。利用制备的煤油基Fe30。纳米磁流体，进行磁流体旋转轴动密封实验，研究转速对磁流体动密封能力的影响，得出磁流体动密封能力随转速增加而下降的结论

3、。同时对密封齿在旋转轴与磁极上两种不同结构进行了密封实验，发现虽然密封齿在旋转轴上密封能力不随转速增加而下降，但其他因素导致密封能力下降，并提出了在槽中添加非导磁物质的解决方法。关键词：纳米磁流体制备正交实验设计密封有限元法论文类型：应用研究Subject：Researchofpreparingmethodandsealperformanceofnano-magneticfluidSpeciality：MechatronicEngineeringName：zhangYing出。ncst酗骶，丝掣!啦尘!Instructor：WangJingang(signature)ABSTRAC

4、TThereagentproportionofcoprecipitationmethodpreparingFe304magneticfluidWaSresearchedinthispapert}lroughorthogonalexperimentdesignwithinteractioneffect，OptimizedreagentproportionWaSobtained．Thefactorsinfluencingmagneticfluidcharacteristicswereresearchedthroughorthogonalexperimentdesign,NaOHvelo

5、citywasresearchedfurther,optimizedtechnicsofpreparingFe304magneticfluidWASobtained．DiameterofFe304graininpreparedmagneticfluidissmallthan10nm，samratedmagnetizationis3．28x104A／m，viscosityis18mPa·S，densityis1．13x103kg／m3．SealstructurewitheccentricshaftWascreatedbyProEngineersoftware，magneticfiel

6、dwasanalyzedbyAnsyssoftware，Regressionformulabetweenshafteccentricdistanceandsealcapabilitywasobtained．ModifiedhydrodynamicBernoullimethod，virtualdisplacementmethod，stressmethod，staticsmethodwereanalyzedthroughexperimentandcomputation，meritanddefectaswellasfeasibilityoffourmethodswereanalyzed．

7、Relationbetweenpressureandsealgap，rotatespeed，magneticfluidviscosity，magneticfluiddensitywasresearchedbyFLOTRANCFDofAnsyssoftware．Rotateshaftsealexperimentweredonebyusingself-preparedFe304magneticfluid，infuenceofrotatespeedonmagneticflu