刷衬-篦齿密封泄漏流动特性数值模拟研究

为进一步提高空气涡轮火箭发动机(Air-Turbo Rocket Engine,ATR)在高封严压差下的密封性能,同时避免接触式刷式密封摩擦升热问题,建立了刷衬-篦齿密封结构和数值模型,在已有刷束泄漏流动实验数据验证模型准确性的基础上,计算了刷衬-篦齿密封不同结构参数下的流场、压力分布和泄漏流量,分析了刷衬-篦齿密封各主要结构参数对密封性能的影响,结合参数与泄漏流量之间的关系,改进了刷衬-篦齿密封的结构。结果表明,刷衬-篦齿密封泄漏的主要来源为篦齿与刷束之间间隙的“透气效应”,减小篦齿与刷衬之间的间隙、刷丝直径、刷丝自由高度可不同程度地减小泄漏率;而减少齿数、刷束厚度、齿顶宽度、篦齿间距、刷束密度等参数则导致泄漏的增加,其中篦齿与刷衬之间零间隙泄漏率约为间隙0.3 mm时的23%;改进后的刷衬-篦齿密封泄漏率较原刷衬-篦齿密封低8.9%,密封性能得到进一步改善。

整体齿啮式高压釜密封结构研究

以整体齿啮式高压釜为研究对象,采用ABAQUS软件,对整体齿啮式高压釜的密封结构进行有限元建模,从O型密封圈材料、硬度、密封槽尺寸3个方面对高压釜密封结构的密封性能进行研究。对不同橡胶材料的强度、耐磨性、耐候性等进行比较,分析了材料硬度,密封槽的深度L、槽口倒角半径R_(1)、槽底倒角半径R_(2)等参数对整体齿啮式高压釜密封结构密封性能的影响。结果表明,适用于该高压釜密封结构的密封圈材料为氟橡胶,氟橡胶的最佳邵氏硬度为85 HA,密封槽最佳参数为L=5 mm、R_(1)=0.6 mm、R_(2)=0.5 mm。

重油加氢螺纹锁紧环换热器应用及运维策略

高压换热器是重油加氢裂化装置的核心设备之一,以螺纹锁紧环高压换热器应用最广。直径在φ1 600 mm以上者即为大口径高压换热器,该类换热器在国内部分炼油装置中出现过内漏情况。发生原因主要为内件和壳体膨胀差不同导致的,需要通过升级垫片和做好检修控制保证高压螺纹锁紧环换热器不发生内漏。

采煤机故障分析及维护

采煤机是煤矿生产的主要机电设备,其运行情况很大程度上影响着煤矿的经济效益。首先分析了滚筒式采煤机常见的故障类型,并针对性提出了维护方法,降低设备故障引起的经济损失,提高生产效率。

Ø76 mm小直径钢齿三牙轮钻头设计

针对小口径不取心钻孔,开展了Ø76 mm钢齿三牙轮钻头规范性的系统设计。本文参考国产石油三牙轮钻头结构设计参数取值,设计了Ø76 mm钢齿三牙轮钻头结构参数值,校核了牙轮钻头计算直径。系统介绍了井底击碎图和齿圈啮合图的绘制方法,并对铣齿牙轮的齿圈布置进行了优化。采用非密封滑动轴承结构,钢球锁紧牙轮,对滚珠轴承进行了设计计算,确定了滚珠数量、滚道尺寸及间隙。精确计算了楔形齿的相关参数,确定了铣刀角和铣刀安装角。阐述了小直径钢齿三牙轮钻头的零件细节、加工工艺。利用Excel函数运算功能和三维参数化实体模拟软件,解决了牙轮钻头传统的繁重的手工计算和繁琐的二维投影手工绘图的问题,提高了设计效率和设计精度,为类似牙轮钻头的设计提供了借鉴。

迷宫压缩机摆线型密封齿结构优化

针对往复式迷宫压缩机密封泄漏,传统摆线迷宫密封齿无法改变宽深比等问题,对传统摆线迷宫密封齿结构进行优化,提出一种通过改变齿根参数调节宽深比的新型摆线迷宫密封齿。运用Fluent动网格技术模拟分析新型摆线齿结构密封在气缸工作中气体流动特性及密封情况,并与三角形齿、矩形齿密封进行对比。证明新型摆线齿密封性能优于传统摆线齿16.6%~20.8%。并得出新型摆线齿齿顶与齿根长度比对密封性能的影响优劣顺序为:4:1、4:4、4:2、4:3、4:0。而新型摆线型齿密封性能优于矩形齿5%、三角形齿17%。

蜂窝面单齿迷宫密封泄漏特性试验和数值研究

蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏特性和封严机理研究是其应用于透平机械动静间隙流动控制的基础。采用试验测量的方法研究了静止状态下不同压比(1.05~2)和密封间隙(0.6 mm、1.2 mm)的蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏量。在此基础上,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST k-ω湍流模型的方法分析了蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏流动特性,同时开展了不同转速(0、1500、3000、6000 r/min)对其泄漏特性影响的研究。在试验工况范围内,数值模拟得到的泄漏量与试验值吻合,数值方法的准确性得到验证。研究表明:蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏量随着压比的增大而增大,但泄漏量增加的趋势在减弱,蜂窝面单齿迷宫密封在大压比工况下具有良好的封严性能。密封泄漏系数随密封间隙增大而增加,最高增加了14%。在研究的转速工况范围内,转速对蜂窝面单齿迷宫密封泄漏量的影响可以忽略。研究工作可为蜂窝面单齿迷宫密封的性能分析和设计提供参考。

基于坐标系变换的汽封弧段斜齿铣削技术研究

针对由多级弧段拼接组成沿内孔圆周等距分布的斜齿结构新型汽封圈,通过坐标系变换关系研究,设计制作了一套弧段斜齿铣削装置和铣削方法。基于数控宏程序的通用化编制,针对不同直径、齿数仅需更改关键参数即可实现高效、自动分度加工。突破了传统加工方式必须将汽封圈各弧段摆放至工作台回转中心并旋转工作台分度铣削斜齿的模式,对弧段类零件加工具有借鉴意义。

螺杆钻具瓣齿式万向轴密封结构流固耦合分析

在钻井过程中,螺杆钻具马达转子产生的轴向拉力以及密封套内腔中液压力的综合作用,使得密封套经常发生破损或鼓胀变形,进而导致运动副出现不同程度的磨损,缩短了万向轴的使用寿命。为了探究橡胶密封套出现破损和鼓胀变形的失效机理,在介绍密封瓣齿式万向轴的总体结构和原理的基础上,针对密封结构开展了流固耦合分析,研究了内部流场的流动规律、最大应力和最大位移分布规律,并通过现场试验进行了验证。研究结果表明:在瓣齿高速旋转剪切作用下,密封结构内部流体会产生明显的涡旋流动,流体速度和动压以旋转轴为中心呈对称分布且距离中心距离越大动压和旋转速度越大;瓣齿式万向轴的橡胶密封套主要承受内部流体的动压和轴向拉力作用,随着动压和轴向拉力增大,其最大应力和变形量都逐渐增大,且轴向拉力对变形量的影响大于动压所产生的影响。所得结果可为瓣齿式万向轴的密封结构优化设计提供重要参考。

溶剂脱沥青装置Ω换热器密封改型实践

根据某公司160万t/a溶剂脱沥青装置对高压Ω换热器端面密封进行改型。对Ω密封形式的优选方案进行论证,对密封改型实施及效果进行验证,以期为同类型装置工况类似的换热器密封形式优选提供参考和借鉴。

气缸侧迷宫结构对迷宫密封性能的影响

针对往复式迷宫密封压缩机的密封泄漏问题,基于动网格技术对不同尺寸和不同齿型结构的气缸侧迷宫密封进行数值模拟,研究气缸侧密封齿对迷宫密封性能的影响。仿真结果表明:当迷宫间隙,活塞侧齿高、齿距和齿形结构等参数不变时,随着活塞侧密封齿与气缸侧密封齿尺寸比逐渐增大,迷宫结构的泄漏量逐渐减少,密封性提高;通过改变气缸侧的密封齿结构,发现气缸侧密封齿形的变化对密封性能有一定影响。其中梯形齿对密封结构的能量耗散最理想,其次是三角形齿、矩形齿,无齿形的泄漏量远高于其他齿形。

窝沟封闭术操作流程的研究进展

龋病是儿童口腔疾病中最常见的一种,尤其是窝沟龋,由于唾液无法流入窄深裂隙中而缺乏冲刷作用,且再矿化制剂目前较少用于儿童口腔预防及治疗,故其具有患病率高、治疗率低的特点。基于全酸蚀技术的发展,学者于20世纪50年代提出了窝沟封闭的概念,即在牙齿表面窝沟点隙处覆盖一层封闭材料,通过建立物理屏障来隔绝细菌入侵,增强牙齿表面的自洁作用,保护牙体组织。数十年来,不仅儿童隔湿技术和窝沟封闭材料得到了很大发展,激光等牙面预处理方法的应用也提高了窝沟封闭剂的保留率和抗龋率。儿童牙科患者成功治疗还依赖有效的沟通,并根据患儿的治疗需求制定个性化行为指导。综合各个方面,现今窝沟封闭技术逐渐成熟,已成为预防窝沟龋发生的最有效措施之一。文章主要围绕其技术进展、操作流程、注意事项进行综述,以期为儿童牙科医生相关临床操作提供参考。

双齿辊破碎机轴承杯密封质量分析与优化

针对双齿辊破碎机在煤炭领域中遇到的狭小空间安装适用性和轴承杯密封失效问题,分析了分体式密封结构的局限性,并提出改进措施。改进后有效提高了其在狭小空间安装的适用性;优化油泵自动润滑控制系统,提高了轴承杯密封质量,保证了破碎机有效、可靠的运转,减少了破碎机的故障率和齿辊的检修频率及检修成本,减少了设备非正常停机时间,提高了工作效率。

齿形角对迷宫密封性能影响的流固耦合分析

以往复式压缩机交错型迷宫密封结构为研究对象,采用流固耦合分析方法对不同齿形角下的密封结构内部流场、气缸及活塞结构进行同步联合求解,分析齿形角对迷宫密封性能的影响。分析结果表明:迷宫密封的泄漏量随齿形角增大呈先减小后增大趋势,当齿形角为30°时,膨胀空腔内的涡旋最为强烈,能量耗散最为彻底,整体密封性能最好;流场与固体结构的相互作用对流场分布产生影响,从而对流体泄漏量产生影响,因此采用流固耦合分析方法较流体模型分析方法的结果更接近于理论值,采用流固耦合分析方法进行的三维模拟也更加贴近工程实际。

磁流体密封装置最佳齿极参数计算

多极齿形结构的磁流体装置中齿形几何参数的选择是这类装置设计的核心问题．它决定该装置中磁场分布形态，从而影响了密封的质量．采用任意三角形网格划分的有限元法求解描述永磁－软铁系统性质的非线性Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，以矢量磁位Ａ为计算量得到磁流体密封装置中工作气隙的磁场分布数据．经多个齿形几何参数的比较，提出了磁流体密封装置的多极齿形结构设计中齿极宽度、槽宽度和槽深度的最佳参数．计算中考虑了磁铁的边缘效应、非线性效应及漏磁效应。

考虑齿变形的迷宫密封泄漏特性流固耦合数值研究

为研究非金属热塑性材料的迷宫密封齿变形对密封性能的影响,建立考虑齿变形的迷宫密封泄漏特性瞬态流固耦合数值求解模型,在验证数值求解模型准确性的基础上,分析不同进出口压比下,酚酞聚芳醚酮(PEKC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜酮(PPESKca30)3种材料的迷宫密封力学特性及泄漏特性。研究结果表明:考虑齿变形的密封流场中最后一节齿顶处的压力要低于其相同工况下未考虑齿变形的流体压力,而速度则恰好相反;在不同进出口压比下,密封齿受到气流力作用发生变形,密封径向间隙增大,导致泄漏量增加了6.6%~30%;当进出口压比相同时,材料的弹性模量越大,密封齿变形越小,封严性能越好;研究的3种材料中,PPESKca30的变形量最小,密封泄漏量最少;密封件最大变形量均出现在齿顶位置,且从其齿顶位置向齿根方向逐渐减小;密封件等效应力的最大值均分布在齿根位置,且从其齿顶位置向齿根方向逐渐增大。

各型封严蓖齿的换热研究

本文通过实验测量了不同齿间隙和不同来流雷诺数直通式直齿、直通式斜齿以及台阶式直齿的换热情况，并从机理上分析了结构和流动参数对换热的影响规律。为便于实际应用，本文还根据实验数据给出了相应的关系式。

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。

极齿关键参数对磁流体密封热特性影响的试验研究

为探讨磁流体密封极齿参数对磁流体热特性的影响,利用传热学理论构建磁流体密封装置的传热计算模型,研究不同转速下密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度与磁流体温度的关系。在磁流体密封实验台上研究密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度对磁流体温度的影响,并利用模型计算结果对试验结果进行了验证。试验结果表明:随着密封间隙和极齿高度的增加,磁流体温度逐渐减小,呈负指数变化趋势;随着极齿宽度的增加,磁流体温度线性增加;随着极齿槽宽度的增加,磁流体的温度基本不变;密封间隙对磁流体温度影响最大,其次是极齿宽度和极齿高度,极齿槽宽度对磁流体温度基本没有影响。研究表明,在一定范围内适当增加密封间隙和极齿高度,适当减小极齿宽度,可以在一定程度上减小磁流体的发热量,提高磁流体密封装置寿命。

对一种新型汽封的探讨

针对传统汽封存在的问题,介绍了一种新型的弹性齿汽封,它的漏汽间隙约为现在通用间隙的1/10,能使工质漏泄量降至最小程度。