探析干气密封环体温度场研究

《探析干气密封环体温度场研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学硕士学位论文干气密封环体温度场研究姓名：刘点申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：由宏新20091201大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要为了提高干气密封运行稳定性，以密封动、静环体温度场为主要研究对象，通过分析温度变化引起的热应力、应变，寻找温度场的变化对密封运行状态的影响，尽量降低热变形对密封的影响，以达到使干气密封运行更加稳定的目的。应用有限元分析法，以某型号合成气压缩机干气密封为对象进行了数值计算。通过热平衡分析和模型简化，建立稳态干气密封动、静环温度场模型，应用数值分析方法对密封环温度场进行求解，计算结果表明：(1)环体最高温度出现端面内径侧，最低温度出现在环体远离

2、端面的外环面上。端面温度从内径向外径温度呈抛物状变化，内径附近温度较低，由内向外，温度逐渐升高，在偏内径侧附近温度达到最高，再往外径侧，温度逐渐降低，在外径附近温度达到最低。(2)环体材料的热传导率将很大程度上决定该环的温度差，及热变形量的大小。在热传导率增大时，环体最高温度逐渐下降，而最低温度逐渐上升，整个环体的温度差减小。因此，在可能的情况下，应尽量选用热传导率高的材料。(3)相对而言，因为表面气体流动性差，及自身热传导率低等因素影响，静环表面的散热情况较差，应适当采取措施提高静环的散热性能。(4)端面热变形的结果会使正常工作时从外径向内径形成一个收敛形间隙。因受热变形的影响，使端面在小间

3、隙区域接触的可能性增加，长时间运行并考虑停车时的端面磨损，该区域必然存在相对较大的磨损量，而在停车后，温度全面恢复常温，热变形量将恢复，将会在小间隙区域向内凹进，而端面内、外径处凸起的情况，特别是外径处，这样的形状，不利于启动时获得较大的端面气膜开启力，这一过程值得设计时加以考虑。(5)动环开槽尾部应考虑热应变的影响，跟热变形位置进行合理匹配，槽尾应到达因热应变而引起的小间隙区域附近，这样不仅能降低热变形对密封的影响，而且能进一步加强端面气体动压效应，从而提升密封端面气膜刚度。通过干气密封动、静环温度场的深入研究，得到一些普遍性的规律，为气体端面密封的设计和优化提供了理论依据，并为密封瞬态分析

4、、多场耦合分析、优化设计等研究工作打下基础。关键词：干气密封；温度场；环体；热应变干气密封环体温度场研究AbstractInordertoimprovethestabilityofdrygasseal，takethesealbodytemperaturefieldasthemainresearchobject，throughtheanalysisofthetemperaturechangeofthethermalstressandstrain,lookingforchangesintemperaturefieldintherunningstateofsealing，trytoreducethe

5、influenceofthermaldeformationsealtomakedrygassealrunningmorestable．Byusethefiniteelementmethodsandthroughtheanalysisofthesimplifiedmodelandheat，establishsteadygasdynamicandstaticsealingringtemperaturefieldmodel，usethenumericalanalysismethodforsolvingtemperaturefield，theresultsshowthat：(1)Thehighestt

6、emperatureappearedintheenddiameterofthering，andthelowesttemperatureappearedintheouterringofthering．Facetemperaturefromtheinnertotheouterdiameterparabolic—liketemperaturechanges，lowtemperature，neartheinnerdiameterbyoutsideintroversion，temperaturerising,ininnersideneartoreachthehighesttemperature，andt

7、hengraduallyreducediameterindiameter，theminimumtemperatureisappearedatouterdiameter．(2)Theheatconductivitywilllargelydecidethetemperaturedifferenceandthethermaldeformationofthering．Whenthethermalcondu