机械密封密封腔的流场及温度场

为了对密封腔内流体的温度和流场分布有直观的了解,运用FLUENT软件对密封腔内流场的温度和压力进行了数值模拟计算.计算以N-S方程为基础,采用标准k-ε方程的湍流模型,对密封运转稳定状态下,密封环温度场及密封腔内流场的温度、速度、压力分布进行了分析计算.结果表明,密封腔内流体温度变化不大,在壁面处温度有所变化;流体在壁面处的流速比其在腔体内的速度小,但流速基本是线性连续的;轴上压强分布基本平衡,但密封腔截面面积变化较大时,将造成压强局部突变.分析计算的结果与试验测试的结果,两者的误差在6%~17.5%之间,基本吻合,表明数值模拟可以对难以观察的流场内变化进行可视化计算.     

端面规则凹坑造型机械密封综合性能的数值分析

考虑密封端面间液膜的空化现象和流体动、静压效应的相互影响,建立了端面规则凹坑造型机械密封的理论分析模型,利用多重网格法分析了在不同的密封系数下,球缺面凹坑的几何结构参数对端面间液膜开启力、摩擦转矩和液膜刚度的影响.结果表明,密封系数和微凹坑的深径比对密封性能的影响较大,密封系数越大,液膜开启力和刚度越大,存在最优的深径比使液膜开启力和刚度达到最大,且最优的深径比随着密封系数的增大而减小;面积密度对密封性能的影响不明显,存在最优的面积密度使液膜开启力和刚度达到最大,且最优的面积密度不受密封系数的影响.     

锅炉循环水泵机械密封设计探讨

通过IR型热水循环泵轴封结构的更新设计实践，阐述了在水温150℃下机械密封的正确设计方法和组合式密封结构专利技术的优点。实践表明，该组合式密封结构作为锅炉热水循环泵的轴封使用是可行的，可以推广应用。     

机械密封的工作原理

机械密封是靠一对或数对垂直于轴做相对滑动的端面,在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合,并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置.     

高压热水循环泵密封设计计算及改造

针对高温热水循环泵出现的密封泄漏问题，分析了高温高压下机械密封泄漏的原因，提出了双级串联机械密封的改造方案，调整孔板，加大回流量，同时增加换热器面积，使通入密封腔的介质温度下降，避免密封腔内介质汽化，从而改善了机械密封的运行环境。应用API610密封流程系统方案，对高压热水机械密封进行了设计计算，选择合理的波纹管回弹率（刚度）、弹簧比压、载荷系数及密封端面比压。对设计的机械密封进行实际工业运转验证，经过4000h的运转，提高了机械密封的使用寿命，消除了高温热水循环泵的密封事故，取得了良好的经济效益。     

非接触机械密封稳态多场耦合性能研究

项目小组以非接触式机械密封为研究对象,建立了二维轴对称的热-流-固耦合数学模型,密封界面间流体膜压和端面温度的控制方程采用有限差分法求解,密封端面的热力变形采用有限元法进行求解.研究了不同工作转速下的密封性能.研究结果表明:在热变形与力变形的共同作用下,密封端面沿外径向内径形成收敛型泄漏间隙,最小油膜厚度位于密封端面内...     

机械密封特性分析

0前言东轻公司轧板分厂的设备具有冶金机械的显著特点即自动润滑系统众多。为减少润滑系统泄露,对设备进行了改造,其中一项将输送泵的老式盘根密封改为机械密封,自己在多年的工作实践中总结出机械密封的特性和安装维护要点,更有益于指导今后的工作。     

多孔端面机械密封内流场的数值分析

为了研究由激光加工的多孔端面机械密封的内部流动问题,以被加工密封面的单个微凹腔作为模型,采用计算流体力学(CFD)软件求解N-S方程和k-ε方程,得出环两侧无压状态下的压力、速度和能量分布图,以及环两侧加压状态下单个微凹腔的动静压分布图,并对计算结果进行了分析.研究表明:合适的微孔尺寸可以产生流体动压效应,此时可产生液膜开启力;凹腔的动压分布受凹腔两侧压差的影响,动压分布的改变能够产生一定的液膜阻力,起到减缓泄漏的作用.研究结果为深入了解多孔端面机械密封动压效应的形成机理以及微凹腔的优化设计,提供理论参考.     

螺旋槽造型端面液体机械密封内流场的数值分析

端面螺旋槽造型机械密封的研究已取得重要进展,特别是螺旋槽干气密封已在生产中得到应用,但对于螺旋槽液体机械密封内流场特性及性能的研究还有待深入。在分析液体机械密封特点和机理的基础上建立端面液膜压力控制方程,采用FLUENT软件分别对普通机械密封和螺旋槽机械密封内流场进行数值模拟,得到密封的压力、壁面剪切力、速度分布图和泄漏量,并进行对比,深入分析内流场特性与密封性能的内在联系。研究表明：与普通机械密封相比,螺旋槽液体机械密封端面存在明显超出介质压力的高压区和密封内径处泄漏液回吸等现象,这是螺旋槽密封泄漏量小得多并产生明显开启力的主要原因。     

机械密封的要求及故障处理措施

机械密封由动环、静环、压紧元件和密封元件组成,针对机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况,需要采取更换零件或是提高零件的机械加工精度等措施.     

ADINA软件在闸阀阀板结构计算中的应用

软密封闸阀是一种量大面广的通用设备,在各种工业领域均发挥着重要作用。本文围绕DN100软密封闸阀阀板的结构计算展开,分几部分重点对应用ADINA软件进行的阀板结构计算进行了详细介绍,并对其刚度和强度等参数进行了校核。其中包括应用ADINA软件的建模过程、定义边界约束条件、施加载荷、规定材料特性、生成单元组、有限元网格密度控制和划分以及求解结果的显示和校核等。计算结果表明,应用ADINA软件对阀板的结构和受力进行模拟和仿真,能达到较高的计算精度和求解效率,具有推广价值。     

山核桃坚果有限元模型建立及受力分析

针对山核桃果壳完全破裂所需的变形量大于壳仁间隙,用一般的机械挤压方法破壳会造成大量碎仁等问题,利用Pro/E软件建立了山核桃的几何模型,采用有限元分析方法构建了山核桃破壳受力模型,并对山核桃进行了受力模拟与分析。根据不同受力方向和不同载荷下山核桃的应力应变分布情况,确定山核桃壳变形量不大且产生局部裂纹点多、裂纹点易扩展的最佳施力方式,为山核桃破壳取仁设备的研制提供依据。     

基于ANSYS运用现代岩体力学模型分析西沟电站引水隧洞

以ANSYS软件为平台运用现代岩体力学模型即围岩-结构共同作用模型对西沟水电站引水隧洞围岩与衬砌之间的作用进行了有限元仿真分析,通过计算结果得出结论隧洞上拱和下拱的交接处,此处最容易遭到破坏,建议将锚杆预留端头与混凝土衬砌中的钢筋焊接或绑扎在一起,必要时增加一些短插筋,同时对围岩进行固结灌浆。并通过此工程实例计算结果可以得出结论,原则上任何情况下的隧洞都可以用此法求出围岩与支护结构的应力和位移状态。     

有限元在滦河内蒙蓝旗段中游地下水允许开采量评价中的应用

采用有限元数值模拟法对滦河内蒙古蓝旗段中游地下水流模型进行了研究,并用满足模型识别及检验准则的参数利用有限元法对研究区地下水资源允许开采量进行了评价。经研究分析得出在给定开采方案（20万方/a）下研究区地下水位并没有持续下降,因此按此方案取水是可靠的。     

基于非线性方程组有限元方法的采摘机器人模拟研究

在设计采摘机器人的过程中,将有限元分析方法引入到了其关键部件的设计上,通过有限元模拟计算可以对机器人的关键部件进行校核分析,实现部件结构的优化设计。同时,将基于非线性方程组将非结构网格使用到了仿真模拟过程中,实现了复杂结构的非线性分析计算。最后,以采摘机器人手臂部件的仿真分析为例,对结构进行了有限元仿真模拟,得到了手臂的应变分布图,为机器人的手臂结构优化提供了重要的数据参考。     

心尖锚的力学分析

设计了一种六齿镍钛合金锚钩用于封堵器等二尖瓣、三尖瓣返流修复系统的心尖固定,并对其力学特性进行研究.通过分析心脏结构及解剖数据,确定锚钩形状和可控尺寸设计变量,利用Solidworks建立锚钩3D模型,运用Abaqus软件对23个不同尺寸锚钩模型的入鞘过程进行有限元计算,分析锚钩入鞘过程中的最大入鞘力、最大冯米塞斯应变和入鞘轨迹的影响因素.制作了一种规格锚钩实物,与计算结果进行对比分析.结果表明:鞘部长度、鞘部角度及齿宽对应力、应变的影响最大,可以通过减小鞘部长度、鞘部角度及齿宽,有效降低最大应力、应变值;厚度、曲率半径及齿宽对入鞘力起到决定性作用,而根长和角度对入鞘力的影响很小;轴向刺入深度主要通过控制鞘部长度及鞘部角度来定义,径向刺入深度则由曲率半径的大小所决定.研究可为需心尖固定的心脏介入产品设计提供一定的借鉴意义.     

充水保压钢蜗壳外围混凝土应力分

采用三维有限元技术，在分析施工过程钢蜗壳充水保压支撑的基础上对简化方法和仿真方法进行综合研究。结果表明，2种方法中，简化算法偏保守。同时，钢蜗壳与外围混凝土的接触状态和施工过程中钢蜗壳的支撑方式对混凝土的应力有着重要的影响。结论对水电站厂房的设计、施工有重要的参考价值。     

纤维混凝土的损伤力学模型及抗拉性能研究

数值模拟方法广泛应用于纤维混凝土抗拉性能的研究中,但是由于纤维的尺寸较小且数量庞大,使得常用的等效模拟方法和离散模拟方法在模拟精度或建模效率上难以兼顾。近年提出的半离散模拟方法克服了上述方法在纤维几何模拟上的缺陷,实现了精度和效率的平衡,但是该方法在力学模型方面仍有改进的空间。通过借鉴混凝土的多线性损伤理论,构建了纤维强弱黏结损伤力学模型,与混凝土损伤力学模型相结合,实现了纤维混凝土损伤力学模型的统一,并据此改进了半离散模拟方法,这有利于该方法在纤维混凝土力学特性研究中的应用。基于上述理论,使用FORTRAN语言编写了相应的程序。针对单骨料混凝土试件的单轴拉伸试验以及砂浆试件的单丝拉拔试验,通过数值试验与物理试验的结果对比,验证了纤维混凝土损伤力学模型的合理性。基于骨料级配曲线以及蒙特卡洛方法,生成了一组复杂纤维混凝土试件,通过一系列单轴拉伸数值试验,研究了不同纤维掺量、纤维初始刚度、砂浆强度对混凝土抗拉强度、阻裂性能及韧性的影响。     

基于SPH-FEM手指模型的皮肤摩擦行为分析

针对基于传统有限元算法(FEM)的手指模型并不能很好地模拟皮肤大变形的问题,提出了一种基于有限元和光滑粒子动力学耦合算法(SPH-FEM)的手指建模方法,以保证模型在大变形和极端变形情况下的适应性.由于该方法本身具有的“无网格”特性,使其对皮肤组织表现出流固双相特性的模拟上对比传统的FEM方法具有天然优势.建立了基于SPH-FEM手指建模方法的手指模型,进行尖刺刺入仿真试验和平板摩擦仿真试验,考察皮肤的应力应变.为了验证SPH-FEM手指建模方法的合理性和有效性,对基于SPH-FEM手指模型与基于FEM手指建模方法进行比较.结果表明,SPH-FEM手指模型在整体形变趋势上与FEM手指模型较为一致,并且在应对大变形时响应速度相较于FEM手指模型明显增加,但存在一定的滞后性;SPH-FEM手指模型在小变形时的精度稍显不足.