接触式机械密封基本性能研究进展

研究包括端面摩擦特性和密封特性(泄漏指标)的接触式机械密封基本性能,有利于延长机械密封的使用寿命,减少因泄漏带来的损失。通过对前人在机械密封端面摩擦特性及泄漏特性方面的研究成果包括摩擦特性参数、表面形貌的影响及其表征、端面材料配对、泄漏通道模型及界面流体流动特性的综述,分析了现有研究存在的不足,指出了机械密封基本性能研究的后续方向:全面考察机械密封的摩擦及泄漏特性,优化密封界面泄漏通道模型,建立密封界面流体流动模型。

应力松弛条件下O形圈的密封性能研究

为了研究O形圈的应力松弛规律及其在应力松弛条件下的密封性能,通过O形圈应力松弛试验,得到其轴向载荷衰减规律,将这些载荷值导入ANSYS中计算出O形圈的接触压力,并利用逾渗理论计算出O形圈密封面的泄漏率。研究结果表明:应力松弛条件下,O形圈上的轴向载荷随时间缓慢下降,初始压力越大轴向载荷衰减得越快,总体来看O形圈上的轴向载荷随时间遵循Fz=Aexp(-t/B)+C的衰减规律;施加的载荷越大O形圈与其接触面各点的接触压力越大,且不同载荷下O形圈与其接触面各点的接触压力均大于介质压力;应力松弛条件下O形圈密封面的泄漏率极小。试验、仿真计算及理论分析均表明,O形圈在应力松弛条件下具有良好的密封性能,证明了O形圈作为静密封的可靠性。

接触式机械密封孔隙率及密封间隙研究

基于逾渗理论,求解了密封界面不同网格层数下的逾渗阈值;分析了两粗糙表面的接触状态;根据W-M函数及其变式,通过MATLAB软件模拟,获得了不同表面形貌下接触式机械密封界面的孔隙率和密封间隙高度比。研究结果表明,两表面的形貌参数相同或相近时,侧接触特征明显,两表面的形貌参数相差越大,越接近于粗糙面与平面的接触;基于密封界面侧接触的初始孔隙率数值表达式与MATLAB模拟结果一致,验证了侧接触的正确性。本文研究为揭示机械密封界面泄漏机理和完善接触力学分析提供了新思路。

基于网络技术的实验室开放管理

实验室拥有丰富的教学资源和科研设备，是将理论和实践相结合、开展科研和技术开发的平台，更是提高学生实践能力和创新能力的重要基地。然而，很多学校的实验室依然按照传统方法进行实验教学，不仅影响了学生的积极性和主动性，也使实验室的设备及相关资源得不到充分利用。笔者认为，

雨课堂在机械类基础实验教学中的应用探索

鉴于目前机械类基础实验教学中存在大量问题,提高学生在实验过程中的积极性和主动性势在必行,因此拟将雨课堂引入实验教学,从多方面掌握和把控学生的实验参与情况和效果。以“定轴回转件的动、静平衡实验”为例,制作了实验教学PPT,并嵌入雨课堂的相关内容,分别以教师、学生的身份登录微信体验雨课堂,以期发现问题并及时改进教学课件。可为后续将雨课堂推广至机械类基础实验教学做好铺垫。

接触式机械密封摩擦性能实验研究

为研究和掌握机械密封端面的摩擦特性,理论上分析了其摩擦特性参数,通过摩擦磨损实验得到了这些参数的变化规律,并建立了磨损率的时间相关模型。研究表明:工作在70℃、N32液压油下、转速为3 000r/min、端面比载荷为0.558 44~1.675 32 MPa的机械密封处于混合摩擦状态;摩擦特性参数具有载荷相关性和时间相关性;摩擦力矩及摩擦系数随载荷增大而增大,随时间增加而减小;磨损率随载荷增大而增大,随时间呈指数下降趋势,实验条件下密封端面的预测寿命为191.5~464.8d。该研究有利于拓展机械密封摩擦机理的研究途径,为机械密封寿命预测提供一定思路。

化工机械实验教学,培养学生创新能力

培养具有创新能力的大学生是高校的一项重要建设目标,而实验教学在这项建设目标中发挥着巨大作用。如何提升实验教学的效果,需要学校教务部门、实验教学人员不断进行探索。以化工机械专业的实验教学为例,从课程安排、过程引导和成绩考核三方面进行介绍,并将雨课堂引入到实验教学环节中,阐述了如何从各个环节培养学生的创新能力、提升实验教学效果,以期为高校的实验教学提供一定参考和思路。

自泵送流体动压型机械密封性能分析

基于离心泵工作原理提出了一种自泵送流体动压型机械密封,并运用Fluent软件对自泵送型槽进行了三维流场动力学仿真分析,探讨了几何参数和工况参数对自泵送流体动压型机械密封性能即端面开启力和泄漏率的影响。研究结果表明:转速增大,开启力和泄漏率均减小;介质压力、槽台宽比、引流孔孔径及螺旋角增大,开启力和泄漏率均增大;随着槽数、槽长坝长比的增大,开启力均有所降低,泄漏率略有增大;槽深对开启力和泄漏率的影响趋势相似,存在一个使开启力较大而泄漏率较小的槽深;通过型槽参数匹配,自泵送流体动压型机械密封可以获得足够的开启力和较低的泄漏率。

基于逾渗理论的机械密封界面静态泄漏预测方法

针对现有机械密封泄漏机理研究存在的不足,利用Hertz理论研究机械密封界面接触力学问题,揭示了孔隙率随端面形貌、端面载荷等参数的变化规律;基于逾渗理论,探讨了不同网格层数下密封界面的逾渗阈值与孔隙率的关系,建立了密封界面泄漏通道模型,以及泄漏率与端面形貌参数关系表达式;研制了机械密封静态泄漏测试装置,测试了6组不同端面形貌试件在一定介质压力下的泄漏率.结果表明:密封界面的初始孔隙率?0随着分形维数D的增大而增大;端面比压pc增大,孔隙率?减小,并随着D的增大和尺度系数G的减小,?快速减小,直至填实.在端面比压作用下,密封界面的孔隙率均大于0.593,密封界面泄漏通道可以简化为单层网格逾渗模型.密封环的表面越粗糙,其密封界面的孔隙率越大,而由孔隙连通形成的泄漏微通道孔喉尺寸就越大,致使密封界面的泄漏率越大;泄漏率理论预测值与试验结果具有良好的吻合度,验证了本文泄漏预测方法的合理性.

接触式机械密封界面泄漏机理研究的关键科学问题

密封界面的泄漏机理是机械密封研究与应用的焦点问题之一,涉及泄漏通道表征、粗糙表面的接触力学模型、界面微观形貌变化以及介质流体在泄漏通道中的流动阻力等问题。回顾了近几十年国内外接触式机械密封泄漏通道模型的研究,深入分析了G-W模型、M-B模型和Persson模型3种粗糙表面接触力学模型的贡献和存在的问题,提出了一种基于逾渗理论的泄漏通道新模型;探讨了密封界面的分形参数、泄漏通道的流动阻力以及密封界面的有限尺寸效应对泄漏特性的影响,指出孔隙连通贯穿界面和流体流经贯穿通道的流动阻力小是密封界面产生泄漏的成因,以及泄漏通道的形成和泄漏通道内的流体流动特性是泄漏机理研究的主要方向。

基于粗糙表面分形表征新方法的结合面法向接触刚度模型

如何有效预测结合面的接触刚度,是机械结构设计研究的一个重要课题。结合面接触刚度模型主要分为基于统计学特征参数的和基于分形参数的两类。前者依赖于粗糙表面形貌的测量尺度,后者与测量尺度无关。然而,多数研究者在利用分形理论进行建模时,以对应于微凸体接触面积a的尺寸l=a^(1/2)作为微凸体基底尺寸描述微凸体初始轮廓,给出了错误的微凸体变形机制和结合面接触刚度模型。提出了一种基于D,G和最大微凸体高度的粗糙表面轮廓分形表征新方法,探讨了微凸体接触变形机制,建立了与测量尺度无关的粗糙表面接触力学分形模型,揭示了接触刚度的变化规律。研究表明:接触载荷可用表达式F_c=F(E,D,G,h,a_L)描述;当结合面上的接触压力小于其屈服强度时,无论微凸体发生何种变形,结合面均因存在有弹性变形的接触点而具有一定的法向接触刚度。

双向自泵送流体动静压型机械密封性能数值模拟

为了解决双向流体动压机械密封稳定运行需要提供洁净的阻塞流体这一问题,提出一种双向自泵送流体动静压型机械密封,运用Fluent软件对泵出式和泵入式双向自泵送机械密封进行了数值研究,得到了双向自泵送机械密封的开启力、泄漏量和刚度,分析了流场压力分布、速度分布特性与密封性能之间的关系.结果表明:泵入式双向自泵送机械密封具有较大的开启力,泵出式具有较小的泄漏量,两者工作时都不需要阻塞流体辅助供应系统;泵出式型槽内流体流动方向约为-90°,由槽根部指向槽外径处,泵入式型槽内流体流动方向约为70°,在密封坝与槽根部相连的区域中流体流动的方向约为-80°,均指向引流孔,形成了良好的抗颗粒干扰性;泵入时端面流体膜刚度大于泵出时的端面流体膜刚度.研究成果为双向机械密封的设计、制造与运行提供了理论支撑.

面向磨合性能的织构化粗糙表面试验研究

摩擦副的表面形貌对磨合性能具有重要的影响。为了考察随机的初始表面粗糙度和规则的表面织构共存条件下的磨合性能,开展一定工况参数下不同初始粗糙度参数及不同表面织构微孔直径的试样的磨合试验研究。结果表明:结合合适的初始粗糙度和表面织构能够有效改善磨合质量;随着初始表面粗糙度的增大,表面织构提高磨合性能的效果开始逐渐显现;而且初始表面粗糙度越大,其对应的最优微孔直径也越大;随着微孔直径的增大,其对应的最优初始表面粗糙度逐渐增大;考察磨合时间和考察摩擦因数条件下初始粗糙度和表面织构的变化趋势相同,但具体的最优取值有所差别。

生物质气体液化过程的虚拟实验开发

为解决高校人才培养方案中开展实习实训环节的困难,开发出一套生物质气体液化过程的虚拟实验。实验的基础是工艺过程的开发,包含过程参数的计算、设备的选型及设备和管道的布置。虚拟实验的交互设计过程包括装置搭建过程和装置运行过程两个部分,在设计过程中需要不断提取工艺开发过程中的有效数据。采用3D Studio Max进行三维建模及场景的搭建,采用Unity3D开发引擎设计出交互操作的步骤。开发结果展示了所有设备、连接管道和支架的空间视图。最后提出了虚拟与实际情境相结合以及拓展不同教学环节的讨论。

“过程流体机械”课程的教学模式创新——信息化时代工程实践能力的培养

工程教育对于工科大学生来说至关重要,"翻转式教学"是信息化时代出现的一种新的教学模式。通过对该方法的学习,找出其优点并应用到"过程流体机械"课程的教学模式创新上,综合利用课内外其他教学环节,在课余时间通过网络课程和学生充分交流。离心机、超声浸提系统、离心风机等多个教学案例充分说明该方法的使用能够使课程内涵更深入,外延更广泛。实践表明,这种教学模式取得了较好的教学效果,培养了学生的工程实践能力。

基于LabVIEW的O形圈性能试验装置研制

针对目前O形圈性能试验装置测试的单一性,难能在同一装置中完成O形圈的多项性能测试,该文的试验装置可以实现O形圈的摩擦性能、应力松弛性能以及密封性能的多性能分析,同时采用差动螺旋机构精确控制压柱的位移和上下移动速度,使得载荷加载更加平稳。利用LabVIEW软件实现对步进电机控制以及试验数据采集,并根据采集结果对O形圈的泄漏特性进行了分析。试验结果表明,所设计的装置结构完善,控制系统准确性、实时性和动态性能较好,为今后对其他轴径、不同工况下O形圈性能研究提供良好的借鉴。

形成性评价在过程设备设计教学中的探索与实践

形成性评价注重教与学的过程,可为教师调整教学方法和学生改进学习方法提供重要参考。根据过程设备设计课程的特点,形成性评价方式可应用在其教学过程中。本文介绍了该课程试行的形成性评价体系的组成,分析了教师与学生两方面的效果反馈,指出了该体系的不足之处。两年的初步探索实践表明,形成性评价体系在该课程教学中取得了一定的效果。

遗传性共济失调1个家系报告

遗传性共济失调(Inherited ataxias)是以共济失调为主要表现的一大类中枢神经系统炎性疾病,症状复杂,病变部位以脊髓、小脑、脑干为主.本文采集我院收治的1例遗传性共济失调病例,收集1个家系,现报告如下.……

肝恶性血管周上皮样细胞肿瘤临床及病理分析

目的探讨肝恶性血管周上皮样细胞肿瘤(PEComa)的临床病理特征、免疫表型及鉴别诊断。方法对3例肝恶性PEComa进行病理分析并复习相关文献。结果瘤细胞上皮样,弥漫片状、部分小梁状排列,胞质嗜酸,细胞核中-重度异型,有出血坏死。HMB45、SMA(+)。结论肝恶性PEComa十分罕见,易误诊为肝细胞癌或转移性肿瘤,目前尚无明确的肝恶性PEComa的组织学诊断标准。

子宫内膜去分化癌6例临床病理特点

目的探讨子宫内膜去分化癌的临床特征、病理组织学及免疫表型特点,对其诊断及鉴别诊断,进行综合性分析,加深对该病的认识。方法回顾性分析6例2015年1月至2020年6月沈阳二四五医院和中国医科大学附属盛京医院病理科的子宫内膜去分化癌,观察其临床病理特点,并复习相关文献。结果6例子宫内膜去分化癌患者平均年龄(59.83±5.15)岁,镜下见两种肿瘤细胞形态,一种是低级别子宫内膜样腺癌成分,另一种是未分化的圆形、卵圆形类似肉瘤样形态的细胞。免疫组化染色显示,未分化区域Vimentin均(+)、ER、PR均(-),上皮性标记CK(pan)、EMA局灶弱(+),CD56及Syn局部(+),5例P53为野生型,1例为(-,无义突变);低级别子宫内膜样腺癌区域Vimentin均(+)、ER、PR均(+)、CK(+),4例微卫星不稳定:MLH1和MSH2(-)。结论子宫内膜去分化癌是一种罕见类型的子宫原发的恶性上皮性肿瘤,具有特殊的临床病理组织形态特点,加深对该病的认识,可以提高病理诊断准确性,并能指导临床治疗。