硬密封球阀密封比压设计与分析

介绍了硬密封球阀在运行过程中影响密封比压的因素,通过密封比压理论计算公式及有限元仿真分析,分析得出密封面宽度及压力角取值范围,进一步确定密封面宽度及压力角最优参数,结合分析得出预紧载荷值,按照最优参数设计了一种规格为DN200 Class300的硬密封球阀样机,通过样机实验测试,其密封性能满足设计要求,为后续硬密封球阀密封尺寸设计提供重要参考依据。

LMV-311型高速泵机械密封泄漏原因分析及改进

间苯二甲酸装置LMV-311型高速离心泵在使用过程中机械密封频繁发生泄漏失效,影响了正常生产。通过分析计算,找到泄漏原因,并对此进行改进,取得了明显的效果。

井-震结合泥岩盖层分级评价在乍得D盆地的应用

为定量评价乍得D盆地下白垩统泥岩盖层封闭性能,利用测井资料获取单井泥岩盖层厚度、孔隙度、突破压力等参数,通过分析突破压力与层速度的关系、泥地比与地震属性的关系,明确突破压力和泥岩厚度平面展布特征,建立了以突破压力和泥地比为主要评价参数的评价标准,刻画了D盆地泥岩盖层平面分级特征。结果表明,D盆地Kedeni组泥岩为Ⅰ类和Ⅱ类盖层,Doba组泥岩为Ⅱ类和Ⅲ类盖层,Kedeni组泥岩盖层封闭能力强于Doba组;平面上,北部陡坡带和洼槽带泥岩盖层封闭能力最好,为Ⅰ类和Ⅱ类泥岩盖层发育区,中部低隆带和南部缓坡带次之,以Ⅱ类和Ⅲ类泥岩盖层为主,东北部转换带泥岩盖层品质最差,为Ⅳ类泥岩盖层。该评价结果与实钻吻合良好,表明此评价方法有效,可供类似低勘探程度盆地泥岩盖层封闭性能评价所借鉴。

煤矿抽采钻孔微膨胀水泥性能试验及注浆参数研究

通过研究封孔水泥膨胀率测试方法及不同条件下的模拟封孔试验,得出不同水灰比条件下封孔材料的膨胀率不变;带压注浆优于不带压注浆且带压封孔时经囊袋滤水后的水灰比达到1∶2左右,其凝固后抗压强度超过10 MPa,满足抽采钻孔封孔气密性要求。最后确定了注浆稳压压力以1.5 MPa为宜、稳压时间不小于1 min的注浆标准。

机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正

分析了原机械密封摩擦副端面接触分形模型存在的问题,并进行了修正,得到了摩擦副端面微凸体承载面积比与端面比压的关系式。修正模型考虑了摩擦副端面间流体膜压的作用、微凸体实际微接触面积与微接触截面积之间的区别,并通过采用一个三次多项式来表达弹塑性变形微凸体的接触压力与接触面积的关系,从而满足了接触微凸体在变形状态转变临界点处的接触面积与接触压力转化皆是连续和光滑的条件。依据修正后的接触分形模型对密封面配对材料为硬质合金YG8-碳石墨M106K的部分平衡型机械密封摩擦副端面微凸体承载面积比的影响因素进行了分析。结果表明,微凸体承载面积比随着弹簧比压的增大近似呈线性增大,随着密封流体压力的增大而非线性单调增大,随着端面分形维数的增大先增大后减小,随着端面特征尺度系数的增大而减小;在正常工作参数范围内,真实接触面积仅占名义接触面积的很小一部分。

我国大陆地下水封洞库库址区地应力场分布规律统计分析

收集我国大陆地区湛江、黄岛、烟台、惠州、锦州、大连等在建和已建的地下水封洞库工程区76组地应力测试数据,建立了我国地下水封洞库库址区水平主应力v?、垂直主应力H?及侧压比k随埋深的分布图,参照Hoek-Brown方法对地应力特征进行回归分析。结果表明,我国大陆地区地下水封洞库库址区浅部地应力总体上随埋深H增大而增大,垂直主应力v?与H线性关系良好,应力变化梯度略小于Hoek-Brown关系式中的0.027;最大主应力H?及最小水平主应力h?整体上随深度增大而线性增大,散点主要分布在一个倾斜的平行带内;(3)侧压比k在H<200 m范围内分布较为分散,在H>200 m范围内较为集中,且侧压比分布包络线位于Hoek-Brown包络线之内,与全球地应力分布规律较为接近。研究分析和总结了我国地下水封洞库库址区建库深度范围内地应力场分布规律,对我国石油(气)战略储备的规划布局、建设和发展具有一定参考价值。

圆管液压成形设备中轴向密封力与内压力的控制

圆管液压成形过程中的轴向密封力与内压力的关系及控制直接影响到圆管的成形状态。以计算机模拟的两个压力间的关系和具体工件及设备参数作为研究对象,导出了时间———电压曲线,选择了可实际操作的液压组件,实现了按要求对两个压力的控制,为具体的成形实验提供了参考。

转子转速对迷宫密封性能影响的数值研究

利用Fluent软件数值仿真研究了转子转速对迷宫密封性能的影响,选取结构最简单的直通式迷宫密封为研究对象,分析转速对密封性能的影响机理,对比不同转子半径、压比和密封齿间隙下转速对迷宫密封性能的影响程度。研究结果表明:转子转速增加,迷宫密封性能提升,这是由于转子旋转产生离心力,造成密封齿向外变形,减小密封齿间距,削弱迷宫的透气效应。转子半径增大,密封齿间隙减小,转速对迷宫密封性能的提升更明显,压比无作用。转子转速对密封性能的影响很小,实际工程应用仿真时可以忽略不计。

汽封工作原理及判断汽封性能优劣的方法

简析汽封工作原理,通过画出不同汽封的芬诺线来验证芬诺线对汽封性能优劣的判定。

柴家沟煤矿井下火区治理与启封决策

针对柴家沟煤矿ZF42105工作面易发生自燃的现状,首先采取封闭火区、均压和注氮措施,使得ZF42105工作面煤自燃得到有效抑制;然后基于束管监测数据分析了封闭前后火区的燃烧状况,并采取了进一步的注胶灭火方案,使得工作面CO超限得到有效治理。实施注胶方案后,依据气体组分比率判断了火区不存在复燃环境,结合《煤矿安全规程》实现了火区安全启封。

空腔参数对齿轮箱双边直通式迷宫密封性能的影响

针对影响高速列车齿轮箱轴向双边直通式迷宫密封性能的空腔参数如宽度与深度,利用FLUENT软件仿真计算迷宫密封的内部流场与泄漏量,分析迷宫密封矩形空腔的最佳深宽比,研究不同压比、节流间隙宽度对最佳深宽比的影响规律。研究结果表明:迷宫密封的泄漏量随着空腔宽度的增大而减小;双边直通式迷宫密封的矩形空腔最佳深宽比为0.3,最佳深宽比与压差和节流间隙宽度无关。当压差过大或者节流间隙宽度过小,最佳深宽比对提高密封性能的作用不明显。

光轴蜂窝汽封泄漏特性研究

利用Fluent软件建立光轴蜂窝汽封的三维计算模型,研究汽封进、出口压比、汽封间隙、蜂窝内径以及蜂窝高度对蜂窝汽封泄漏特性的影响。研究结果表明:蜂窝汽封泄漏量随汽封进、出口压比的增加而增加,且增加率逐渐减小;随着汽封间隙的增加,蜂窝汽封泄漏量急剧增加,密封效果迅速恶化;蜂窝高度的增加有利于降低蜂窝汽封的泄漏量,泄漏量随蜂窝高度的增加近似呈反S型减小;蜂窝内径为3.2mm时汽封泄漏量最小,蜂窝内径小于3.2mm时,蜂窝内径的变化对蜂窝汽封泄漏量的影响非常小,可以忽略,蜂窝内径大于3.2mm时,蜂窝内径变化会引起泄漏量的迅速增加。建议蜂窝高度不小于4.8mm,蜂窝径高比Φ不小于1.5。

叶蜡石高压同步辐射X射线衍射分析

针对北京门头沟叶蜡石粉末进行了高压同步辐射X射线衍射分析,发现叶蜡石升压至15 GPa时(002)衍射峰消失,叶蜡石层状有序堆垛结构被破坏,其准等静压传压功能消失,因而确定其传压上限压力为15 GPa。叶蜡石在升压过程中晶格被压缩,卸压过程中发生回弹但始终处于被压缩状态,且压缩程度c轴最大、b轴次之、a轴最低。在金刚石合成压力(6 GPa)范围内,(002)晶面间距压缩率为3.76%,大于(020)和(200)晶面间距压缩率(1.26%);卸压时(200)晶面回弹率为0.6%~0.7%,高于(020)晶面的(0.1%~0.2%)。叶蜡石卸压过程中的密封性能与(002)、(200)晶面回弹效应密切相关。

新型尾轴密封弹簧组冲击响应分析

利用Ansys软件对轴密封弹簧组进行了冲击载荷响应分析研究。根据前联邦德国国防军舰建造规范BV043/85,采用2个正、反半正弦波输入冲击加速度,进而模拟轴密封装置冲击载荷作用的时间历程。通过比较不同冲击环境下动、静环端面接触压强与比压随时间的变化情况,分析冲击作用对该轴密封弹簧组端面密封性能的影响。数值模拟的结果验证了轴密封装置在冲击环境下的可靠性。

高速牙轮钻头轴承双金属密封有限元分析

实践表明:三牙轮钻头中只要一只牙轮的轴承先期损坏,就使整个钻头很快失效。钻头的使用寿命几乎直接取决于钻头轴承的寿命,而轴承的寿命在很大程度上又依赖于密封的寿命。针对目前在高转速条件下,三牙轮钻头轴承的双金属密封系统早期失效严重,导致轴承寿命短,钻头失效更换频繁,大大降低了钻井效率,增加了钻井成本的严重问题,本文开展高速牙轮钻头轴承的双金属密封的有限元研究。阐述了仿真研究的模型建立、网格划分、材料定义、接触定义及边界条件等相关问题。分析了双金属密封中橡胶圈的应变、压缩率的变化规律及两金属环密封面的接触压力分布规律。找到了双金属密封结构中两金属环密封面的接触压力分布趋势不合理及橡胶圈压缩率过大的问题,并提出新型双金属密封结构的改进思路,为新型双金属密封结构的设计提供了较可靠的理论依据。该研究对于提高牙轮钻头的使用寿命,降低钻井成本和提升我国石油钻具的技术水平具有重大实用价值和现实意义。

新开、双台子地区断层封闭性研究

运用FAPS软件 ,对辽河盆地新开地区及双台子地区的 2条重要断层新开断层及双 42断层进行断层泥比率及滑抹因子计算 ,结合压力资料对 2条断层的封闭性进行分析 ,以指导该区的勘探部署。分析结果 :新开断层封闭性好 ,对油气成藏有重要的控制作用 ;双 42断层封闭性差 ,不控制油气成藏。分析结果与地质分析及钻探实践吻合较好 ,证明该分析方法具有较强的实用性 。

音速喷嘴式气体流量标准装置试验分析

基于音速喷嘴式气体流量标准装置校准原理,对标准装置的测量精度、密封性和背压比等计量特性进行了试验分析研究。通过固定音速喷嘴螺母不同拧紧力矩对比试验,验证了音速喷嘴安装不到位所导致的内部泄漏会给测量结果造成较大误差。背压比试验得出,实际临界背压比可由音速喷嘴所在具体装置通过试验比较后获得,通过调整抽风机压力,适当降低实际背压比,可保证标准装置的测量精度,使标准装置的稳定性达到0.09%;同时评定的标准装置的扩展不确定度为0.38%(k=2)。试验分析对标准装置的检测及量值溯源具有一定的借鉴意义。

迷宫汽封泄漏特性数值模拟

建立迷宫汽封三维数值分析模型,系统研究了压比、汽封间隙、齿尖宽度、台阶高度等参数对迷宫汽封泄漏特性的影响。结果表明:汽封泄漏量随压比的增加而增加,且增加率逐渐减小;无量纲参数"齿隙比"j(齿尖宽度与汽封间隙之比)可用于评价汽封内部流动特性的变化,当j≥1.0时,其变化对汽封内部流动特性的影响可以忽略,此时汽封泄漏量与汽封泄漏面积成正比,当j<1.0时,其变化会引起汽封内部流动特性的显著变化,此时在计算汽封泄漏量时应考虑齿隙比对流动特性的影响;台阶高度H_s变化对汽封泄漏量影响较小,但当H_s=0时,迷宫汽封退化为光轴结构,会引起泄漏量大幅增加43%以上,因此不建议在没有台阶的光滑轴面使用迷宫汽封。

高空台动静架新型非接触密封结构设计

航空发动机高空台动静架连接通常采用篦齿型非接触密封结构。由于动静架连接处内管道与外界环境存在压差,导致高空仓气体泄漏,严重影响发动机试验推力测试精度。根据传统篦齿密封原理,设计基于聚四氟乙烯材料的高空台动静架连接新型密封结构,并利用CFX仿真平台研究了聚四氟乙烯材料密封圈截面形状、密封圈与静架间隙、进出口压力比以及密封圈数量等对密封结构泄漏量的影响。研究表明,当控制其他结构参数不变而减小密封圈与静架间隙时,密封结构泄漏量显著降低,且梯形截面密封圈比D形截面密封圈密封效果更优;当控制其他结构参数不变而降低密封结构进出口压力比时,密封结构泄漏量降幅较大;当控制其他结构参数不变而改变密封圈数量时,密封结构泄漏量变化较小。研究对航空发动机高空台动静架连接密封结构设计及高空台试验推力测试精度提高具有重要意义。

航空发动机转子篦齿封严诱导的气流激振力分析

为了解航空发动机直通型篦齿封严诱导的鼓筒表面气流激振状态以及不同参数对其的影响,对航空发动机直通型篦齿封严诱导的气流激振力进行研究,对转子无偏心和有偏心两种情况进行数值仿真计算。定性分析不同偏心量、不同进动频率比对气动力的影响;利用数值计算结果确定篦齿封严诱发的气流激振力大小;根据不同进动频率下的静压分布可以进一步导出气动阻尼、气动刚度参数,得到篦齿封严转子的气动载荷边界条件。结果表明:无偏心时篦齿封严腔内的流动非定常性不明显,气流激振对篦齿封严转子的影响可基本忽略;转子存在偏心时流体腔内流动具有非定常特征,气流激振力将驱动转子进动运动;不同偏心量的静压值比无偏心量时最大可增长7%,静压幅值波动值随进动频率比增大而增大,最大可比进动频率比为0时增长达84%,对转子的动力学稳定性有一定影响。