国家自然科学基金(10962003)
- 作品数：10 被引量：57H指数：5
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- 相关领域：机械工程一般工业技术农业科学更多>>
- T槽干气密封低速运转特性的理论研究被引量：11
- 2010年
- 研究T槽干气密封低速运转特性。考虑滑移流的影响,利用有限差分方法求解修正的雷诺方程,探讨端面气膜压力分布,分析滑移流效应对工作膜厚、端面开启力和泄漏率的影响,以及端面关键几何参数对端面开启力和气体泄漏率的影响规律。结果表明:气膜密封在低速运转时,由于工作膜厚较小,滑移流对密封性能影响较大;T槽的几何参数和操作参数对密封性能有影响,其中几何参数对密封性能均有较大影响。
- 张轩宋鹏云
- 关键词：干气密封运转特性低速
- 螺旋槽干气密封的热量平衡膜厚研究被引量：1
- 2015年
- 干气密封在运转过程中,端面气膜因黏性剪切会产生一定的热量,气体从密封进口到出口因膨胀会吸收一定的热量。定量计算剪切热量和膨胀热量及研究其平衡关系,对干气密封的设计和操作非常重要。针对空气润滑的螺旋槽干气密封,基于间隙等体积的思想,利用当量间隙来等效密封槽台区的槽区和台区间隙,以及利用考虑绝热指数的端面气膜压力控制方程,分别获得剪切热量和膨胀热量的计算式;利用最小二乘拟合法分别获得剪切热量和膨胀热量随气膜厚度变化的表达式,并求得热量平衡膜厚。分别研究转速、槽深、槽宽坝宽比和热量传递系数对热量平衡膜厚的影响规律。结果表明,热量平衡膜厚随转速、热量传递系数的增加而逐渐增加;随槽深、槽宽坝宽比的增加而逐渐减小。
- 产文宋鹏云
- 关键词：螺旋槽干气密封热量平衡膜厚
- 单双列螺旋槽干气密封端面气膜刚度比较被引量：5
- 2013年
- 双列螺旋槽干气密封通常被认为具有比单列螺旋槽干气密封更高的气膜刚度,因而更有利于干气密封的稳定运行,但是尚未见具体的理论分析或实验数据来验证这一结论。针对某一双列螺旋槽干气密封,采用窄槽理论,利用Mathcad软件计算得到端面气膜压力分布和开启力,并得到开启力与膜厚的拟合曲线,以及气膜刚度与膜厚的函数曲线,并与单列螺旋槽进行对比。计算结果证实了双列螺旋槽干气密封具有比单列螺旋槽更高的气膜刚度,尤其是在开启力较小,气膜厚度较大的情况下,其主要原因是双列螺旋槽干气密封在同一开启力下,具有较小的平衡气膜厚度,即气膜的高刚度大部分是依靠减小的气膜厚度获得。双列螺旋槽干气密封端面开启力稍小,泄漏率稍大。
- 李英宋鹏云
- 关键词：干气密封螺旋槽机械密封
- 螺旋槽干气密封端面摩擦力矩的简化计算被引量：4
- 2014年
- 准确快速计算干气密封端面摩擦功耗有利于干气密封的设计、操作和运行监控。端面摩擦力矩与旋转角速度的乘积即为端面摩擦功耗。提出当量间隙概念，它基于间隙等体积的思想，即当量间隙构成的体积等于实际间隙构成的体积。依据当量间隙，直接利用牛顿剪切定律获得端面开槽机械密封端面摩擦力矩的计算公式，并以螺旋槽干气密封为例，与Muijderman公式、Gabriel公式和Sedy公式的计算结果进行对比分析。结果表明，该方法比Sedy的方法更接近实际，且随着工作膜厚的增加，误差明显减小。在干气密封常见工作膜厚3～5μm范围内，该方法具有足够的计算精度。
- 宋鹏云产文
- 关键词：干气密封螺旋槽摩擦力矩
- 滑移流影响螺旋槽干气密封性能的解析法被引量：3
- 2014年
- 干气密封低速运转时,气膜很小,受微尺度效应滑移流的影响明显.为准确、有效地计算低速运转下干气密封的性能,以螺旋槽干气体密封为例,采用有效黏性系数方程对Muijderman螺旋槽窄槽理论气膜压力控制方程进行修正,并加以求解,获得不同滑移流模型对干气密封端面开启力、泄漏量、气膜刚度的影响规律.在不同转速、不同膜厚条件下与文献中的有限元法计算结果进行比较.结果表明,通过近似解析法获得开启力、泄漏量、气膜刚度与对照文献差别不大.相同转速下,气膜厚度在0.6~1.2μm时,随着气膜厚度的增加,开启力和气膜刚度变小、泄漏量变大;相同膜厚下,开启力、泄漏量、气膜刚度均随转速的增大而增大.多种滑移流模型计算结果基本重合.
- 宋鹏云张帅
- 关键词：干气密封螺旋槽解析法
- 螺旋槽泵出型干气密封端面气膜压力近似解析计算被引量：8
- 2011年
- 大多数螺旋槽干气密封采用高压密封气体在密封环外侧的泵入式结构。近来,出现了高压气体在密封环内侧的泵出型螺旋槽干气密封,而这类密封常用来密封液体介质。采用Mu ijderman完善的螺旋槽窄槽理论,给出泵出型螺旋槽干气密封端面气膜力的一种近似解析计算方法,给出计算案例,并与泵入型结构进行对比。计算结果表明,同样条件下,泵出型干气密封的端面开启力小于泵入型。
- 宋鹏云丁志浩
- 关键词：干气密封螺旋槽
- 实际气体对T槽干气密封动态特性的影响被引量：26
- 2014年
- 目前,针对干气密封的研究一般把气体处理为理想气体,但是在高压工况下,气体的实际行为与理想气体有较大差异。采用维里方程表达气体的实际行为,获得实际气体效应修正的气体润滑雷诺方程,利用小扰动法和有限差分法求解该雷诺方程,获得压力分布,进而获得气膜刚度和气膜阻尼等表征干气密封动态特性参数。针对T槽干气密封,以二氧化碳(CO2)、氢气(H2)和氮气(N2)为例,分别分析了实际气体效应对T槽干气密封的气膜刚度和气膜阻尼等动态特性的影响,并与理想气体进行对比,结果表明:随着压缩数的增大,三种实际气体与理想气体的气膜刚度、气膜阻尼均增大。随着频率数的增大,实际气体与理想气体的气膜刚度增大,气膜阻尼减小。实际气体气膜刚度、气膜阻尼偏离理想气体气膜刚度、气膜阻尼的程度随着压缩因子Z偏离理想气体(Z=1)的程度增加而增加。对于CO2(Z<1),气膜刚度大于理想气体气膜刚度,而气膜阻尼小于理想气体气膜阻尼。对于H2(Z>1),气膜刚度小于理想气体气膜刚度,而气膜阻尼大于理想气体气膜阻尼。N2(Z≈1)的气膜刚度与气膜阻尼与理想气体近似相等。
- 宋鹏云胡晓鹏许恒杰
- 关键词：干气密封动态特性实际气体数值模拟二氧化碳
- 氢气实际气体对螺旋槽干气密封性能的影响被引量：4
- 2010年
- 干气密封常应用于较高的气体压力。在干气密封的研究、设计和应用过程中,一般将气体处理为理想气体。但高压作用下,气体行为明显不同于理想气体。以螺旋槽干气密封应用于氢气为例,采用氢气的实际气体方程对螺旋槽窄槽理论的气膜压力控制方程进行修正,并加以求解,获得了实际气体行为对干气密封的影响规律。结果表明,实际气体行为对密封的泄漏率有明显影响,而对端面气膜压力和端面开启力影响不大。
- 宋鹏云
- 关键词：实际气体干气密封螺旋槽氢气
- 实际气体效应对干气密封性能影响的理论分析被引量：5
- 2013年
- 干气密封利用气体动压效应实现了非接触密封,在干气密封的研究、设计和应用过程中,一般将气体考虑成理想气体。但在压力较高时,某些气体的实际行为与理想气体有明显差异。以工业上常见的二氧化碳、氢气、氮气等气体为例,针对直线槽和螺旋槽干气密封,采用维里方程表达实际气体行为,分析实际气体效应对干气密封开启力、泄漏量等密封性能的影响。结果表明,二氧化碳和氢气实际气体对直线槽和螺旋槽干气密封的密封性能影响较大,而氮气实际气体对干气密封的密封性能影响较小。
- 胡晓鹏宋鹏云
- 关键词：干气密封实际气体螺旋槽
- 螺旋槽干气密封端面气膜的热力过程被引量：2
- 2014年
- 针对螺旋槽干气密封,仅考虑气体沿密封面流动经历压缩与膨胀的热力过程.利用萨特兰黏-温方程和气体过程方程表征气体黏度与压力的关系,将该方程代入Muijderman建立的螺旋槽流体膜压力控制方程,得到考虑多变指数m影响的端面气膜压力控制方程,对该方程求解获得气膜温度沿密封端面的变化规律.结果表明,随着m的增大,相应位置的气膜压力降低,但降低幅度不大.随着气体从外径流到内径,气膜温度沿密封环半径方向的分布规律反应出气膜的压缩膨胀特征.气体受到压缩时,气膜温度高于边界温度To,且m越大,温度越高;气体得到膨胀时,温度逐渐降低,且m越大,温度下降越迅速.
- 宋鹏云产文焦凤
- 关键词：螺旋槽干气密封热力过程
