唇形油封散热机理的研究论文

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1、TheResearchofthePrincipleofHeatDissipationofLipSealAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhangJiajiaSupervisedbyProf.ZhaoLiangjuMajor:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsCollegeofPowerEngineeringofChongqingUniversity,C

2、hongqing,ChinaMay2011重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要唇形油封工作时与轴摩擦生热导致温度升高，容易造成材料破坏而引起油封的失效，研究唇形油封的散热机理有助于设计时合理选择各种参数。由于油封的工作过程涉及多个学科的知识，目前对于油封的散热机理还没有确切的认识。针对油封的高温失效问题，为优化油封的散热结构，建立了描述其固液传热的二维轴对称模型，利用FLUENT软件的Realizablek-ε湍流模型对油封的散热进行模拟，并计算了不同结构参数对油封散热的影响。另外，设计了针对油封散热的实验系统。模拟时生热模型通过边界条件引入，结果显示随着轴速的增加，摩擦面上的温度逐渐增

3、加，摩擦面上温度最高点位于中心位置靠近空气侧，温度最低点位于润滑油侧的端点上，空气侧的温度分布整体高于润滑油侧的温度分布。油封唇口与轴之间产生的热量主要通过润滑油、轴被带走，通过空气带走的热量较少。靠近摩擦面的区域温度较高，远离摩擦面的区域温度逐渐降低；旋转轴的整体温度分布较高，润滑油的整体温度分布较低。油封工作过程中轴与空气对流换热系数的变化对油封散热的影响较小，可以设为定值。随着接触宽度的增加，摩擦面上的温度最大值逐渐降低；随着油封抱轴力的增加，摩擦面上的温度最大值逐渐增加；随着前唇角的增大，摩擦面上的整体温度分布逐渐降低，摩擦面最大温度值逐渐降低，但变化幅度较小；随着后唇角的增

4、加，摩擦面上的整体温度分布几乎没有变化，摩擦面上的温度最大值也几乎没有变化；空心轴随着空心度的增加，摩擦面上的整体温度逐渐增加。关键词：油封，散热，结构参数，FLUENT模拟I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThehighworkingtemperatureoflipsealwhichcausedbyfrictionwithshaftcanresultininvalidationoflipsealbecauseofthematerialdamage.Researchingtheprincipleofheatdissipationoflipsealhelpstochoose

5、parametersproperly.Butnowtheprinciplehasn’tbeenunderstoodclearlybecausetheprocessrelatestotheknowledgeofdifferentsubjects.Aimingattheinvalidationoflipsealwithhightemperature,theobjectiveofthestudyistooptimizelipseal’sframeaboutheatdissipation.Anaxsymmetrictwo-dimensionalmodelwasestablishedtodes

6、cribetheheatdissipationbetweensolidandfluidwithRealizablek-εturbulencemodelbytheFLUENTsoftware.Theinfluenceofthestructureparametersoflipsealonheatdissipationwasalsocomputed.Inaddition,anexperimentalsystemforheatdissipationwasdesigned.Theheatgeneratedwasimportedbyboundarycondition.Theresultsshow

7、thatwiththeincreaseofshaftspeed,thetemperatureonthesurfaceoffrictionincreasesgradually,thehighesttemperatureonthesurfaceoffrictionappearsatthecenterclosetoairarea,whilethelowesttemperatureappearsontheendpointneartheengineoil.Asawh