内圆弧槽机械密封摩擦副流场和变形研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：内圆弧槽机械密封摩擦副流场和变形研究论文题目(英文)：StudyofFlowFieldandDeformationaboutFrictionPairofCircularGrooveMechanicalSeal研究生姓名：牛志伟学科、专业：机械工程研究方向：机械设计及理论导师姓名职称：穆塔里夫·阿赫迈德教授论文答辩日期2015年5月28日学位授予日期年月日新疆大学硕士研究生学位论文摘要机械密封作为流体机械和动力机械的密封装置，在复杂的工况条件下，易造成摩擦副液膜的汽化和密封

2、环非正常磨损、热裂、热变形，密封端面一旦产生变形将导致泄漏量的增加和摩擦副端面局部应力集中，以致密封环局部过度磨损和高温，影响整个密封端面的密封性能。流体润滑的非接触式机械密封以其磨损小、寿命长、抗变形能力强等优点得到了很好应用。本文以内圆弧槽型非接触式机械密封为研究对象，对这种外流式非接触式机械密封的液膜流场特性和力热耦合变形进行了分析和研究。本文首先建立了内圆弧槽型机械密封摩擦副及其端面间液膜的三维模型，运用计算流体动力学和热流固耦合方法对动静环间液膜的流场特性和装置的密封性能进行了仿真研究。然后以内圆弧槽机械

3、密封的液膜流场特性分析为基础，结合内圆弧槽机械密封的摩擦副，运用计算流体动力学理论和热流固耦合分析方法对机械密封摩擦副的温度场和热变形进行了模拟和分析。研究了机械密封环的温度、热应力和热应变的变化规律，得到了密封环在温度载荷和力载荷耦合作用下的变形情况。关键字：机械密封；内圆弧槽；热流固耦合；液膜流场；力热变形I新疆大学硕士研究生学位论文AbstractMechanicalsealasthefluidmechanicalanddynamicmechanicalsealingdevice,underthecompli

4、catedworkingcondition,easytocausefrictionpairliquidfilmevaporationandsealingring,crackingandthermaldeformationofabnormalwear,thesealsassoonasthedeformationwillleadtotheincreaseoftheleakageandfrictionpairofendfaceandlocalstressconcentration,sothatthesealingring

5、localexcessivewearandhightemperature,affectthesealingperformanceofthesealface.Fluidlubricationofnon-contactmechanicalseal,withitswearsmall,longservicelife,theadvantagesofresistancetodeformationabilityobtainedtheverygoodapplication.Circulartroughtypemechanicals

6、ealwithinthisarticleastheobject,inthiskindofnon-contactmechanicalsealliquidfilmflowfieldcharacteristicsandheatflowandsolidcouplingdeformationareanalyzedandstudied.Withtheinnercirculargroovehydrodynamicmodelforthestudyofmechanicalseals，the3Dmodelofthefacefluid-

7、filmwasestablished,computationalfluiddynamicstheoryandfinitevolumemethodwasusedforthesimulationandnumericalanalysisofflowfieldcharacteristicsoffluid-filmandsealingperformance.Andthenwithintheliquidfilmflowfieldcharacteristicofcirculargroovemechanicalsealanalys

8、isasthefoundation,combinedwithcirculararcgroovemechanicalsealfrictionpair,byusingthetheoryofcomputationalfluiddynamicsandheatflowandsolidcouplinganalysismethodoftemperaturefieldand