基于CNN-VIT模型的非接触式机械密封多源故障状态识别方法 被引量：5

1

作者 陈金鑫 丁雪兴 +2 位作者 陆俊杰 徐洁 张帅 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第9期98-107,共10页

针对非接触式机械密封多源故障信号频率高、识别难和易受干扰的难题,搭建密封试验台,模拟4种典型故障工况和正常运行工况,布置声发射(AE)测试系统测取10000个特征样本,将卷积神经网络(CNN)结构与Vision Transformer模型相结合,并在CNN... 针对非接触式机械密封多源故障信号频率高、识别难和易受干扰的难题,搭建密封试验台,模拟4种典型故障工况和正常运行工况,布置声发射(AE)测试系统测取10000个特征样本,将卷积神经网络(CNN)结构与Vision Transformer模型相结合,并在CNN输出数据中引入Patch概念构建了一种改进模型,随后应用于密封故障状态识别,提出了一种新型的非接触式机械密封状态智能识别方法,并分析了改进模型各层网络决策对密封AE数据的影响。结果表明,AE技术能够高效监测非接触式机械密封多源故障状态信号,该方法对密封状态识别的准确率最高可达99.42%;改进模型更加关注稳定运行状态信号中频率为0~50 kHz和100~150 kHz的噪声频带数据,动环表面剥落状态信号中频率为100~150 kHz的噪声频带数据和270±40 kHz的摩擦AE频带数据。研究结果可为机械密封的智能化、高可靠、长寿命发展提供理论基础。 展开更多

关键词 声发射 非接触式机械密封 故障诊断 深度学习 Vision Transformer

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基于Newmark-β法的非接触式机械密封轴向振动研究 被引量：1

2

作者 金赛赛 孙见君 马晨波 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期23-30,共8页

振动对非接触式机械密封性能有着重要影响,如导致碰撞和泄漏。构建包括静环-液膜-动环-弹性元件的密封系统模型,探讨自由衰减振动、自激振动和地震极端振动3种激励下,密封系统静环、动环和弹性元件的位移以及密封系统泄漏和碰撞的情况... 振动对非接触式机械密封性能有着重要影响,如导致碰撞和泄漏。构建包括静环-液膜-动环-弹性元件的密封系统模型,探讨自由衰减振动、自激振动和地震极端振动3种激励下,密封系统静环、动环和弹性元件的位移以及密封系统泄漏和碰撞的情况。研究表明:在不受外界激励的情况下,在自由衰减振动下密封系统轴向稳定性和密封性能良好;密封系统在受到简谐振动激振力形式的自激振动干扰后,系统位移量明显增大,会显著影响密封性能;叠加一定地震烈度的随机平稳地震动影响下,弹性元件位移量大幅增加,密封失效。振动对非接触式机械密封性能的影响显著,应确保密封端面间液膜厚度稳定且足够小,以维持密封系统的长周期运转。 展开更多

关键词 非接触式机械密封 密封振动系统 泄漏率 响应 激励

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非接触式机械密封在离心压缩机上的应用 被引量：2

3

作者 杨宝亮 郝木明 +1 位作者 莫少明 王胜军 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第7期47-50,共4页

针对丁烷离心压缩机原用轴封存在密封介质泄漏严重、使用寿命短等问题,开发出流体润滑非接触式机械密封并应用在该机上,有助于解决国内引进的同类机组密封泄漏问题。

关键词 离心压缩机 接触式机械密封 非接触式机械密封 零泄漏 可靠性

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接触式机械密封基本性能研究进展 被引量：35

4

作者 於秋萍 孙见君 +1 位作者 涂桥安 马晨波 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第2期41-47,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 接触式机械密封 端面摩擦 密封界面 泄漏 流体流动

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液膜及气膜非接触式机械密封的对比分析 被引量：9

5

作者 王衍 孙见君 +2 位作者 马晨波 涂桥安 周飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期111-116,共6页

非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。介绍非接触式机械密封中液膜和气膜机械密封,分别从研究现状、端面结构、工作机制、技术特征几个方面对液膜及气膜非接触式机械密封进行对比分析,简要给出其各自的使... 非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。介绍非接触式机械密封中液膜和气膜机械密封,分别从研究现状、端面结构、工作机制、技术特征几个方面对液膜及气膜非接触式机械密封进行对比分析,简要给出其各自的使用条件及范围,以期对非接触式机械密封的设计和选型有一定的帮助。 展开更多

关键词 非接触式机械密封 液膜 气膜 干气密封 上游泵送

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接触式机械密封端面的分形磨损模型 被引量：16

6

作者 李小彭 杨泽敏 +3 位作者 潘五九 王琳琳 徐金池 闻邦椿 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期841-846,1017,共7页

基于分形理论将动、静环端面的接触简化为粗糙表面与理想刚性平面的接触,讨论了接触式机械密封端面形貌的表征方法,建立了接触式机械密封的磨损模型。根据建立的模型,分析各分形参数、材料参数及工作参数对磨损的影响,并将所建模型与实... 基于分形理论将动、静环端面的接触简化为粗糙表面与理想刚性平面的接触,讨论了接触式机械密封端面形貌的表征方法,建立了接触式机械密封的磨损模型。根据建立的模型,分析各分形参数、材料参数及工作参数对磨损的影响,并将所建模型与实验数据进行对比,验证了模型的合理性。结果表明:接触式机械密封分形维数D与其磨损率γ呈浴盆曲线的关系;特征长度尺度参数G、端面比载荷pg、转速n与其磨损率γ成正比;接触式机械密封的综合弹性模量E与其磨损率γ成反比。 展开更多

关键词 分形理论 接触式机械密封 端面形貌 磨损

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基于流固耦合的接触式机械密封端面泄漏率的研究 被引量：6

7

作者 张鹏 李双喜 +1 位作者 王梁 蔡纪宁 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第7期17-21,87,共6页

由于没有考虑密封环端面变形的影响,采用经验公式计算接触式机械密封端面的泄漏率存在较大的误差。本文考虑了密封端面泄漏率受密封环端面变形的影响,采用ANSYS和MATLAB软件对密封端面泄漏率进行流固耦合数值求解。研究了密封介质压力p... 由于没有考虑密封环端面变形的影响,采用经验公式计算接触式机械密封端面的泄漏率存在较大的误差。本文考虑了密封端面泄漏率受密封环端面变形的影响,采用ANSYS和MATLAB软件对密封端面泄漏率进行流固耦合数值求解。研究了密封介质压力pi、密封端面压差Δp、弹簧比压psp和密封端面综合粗糙度σ对接触式机械密封泄漏率Q的影响。通过试验,验证了不同密封介质压力下,密封端面泄漏率数值解的正确性。结果表明,考虑密封环端面变形的数值解比经验公式解更接近测量值。密封端面泄漏率随密封端面综合粗糙度和密封端面压差的增大而加速增大,随介质压力的增大而增大,随弹簧比压的增大而减速增大。本文通过对密封端面泄漏率数值求解,分析泄漏率的影响因素,以期为完善接触式机械密封失效机理起到一定的指导意义。 展开更多

关键词 流固耦合 接触式机械密封 泄漏率 密封端面变形

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泵用零逸出非接触式机械密封 被引量：26

8

作者 郝木明 胡丹梅 杨宝亮 《流体机械》 CSCD 2002年第9期13-17,共5页

介绍了转子泵用新型零逸出非接触式机械密封的工作原理和技术优势 ,综合了其最新研究及开发成果 ,简要给出了其各自的使用条件及范围 ,旨在推动干气密封和上游泵送机械密封在国内石油石化等工业领域转子泵上的推广使用。

关键词 非接触式机械密封 干气密封 上游泵送密封 零逸出 转子泵

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深槽浅槽非接触式机械密封性能比较研究 被引量：4

9

作者 王衍 孙见君 +2 位作者 马晨波 涂桥安 周飞 《液压与气动》 北大核心 2013年第2期8-13,共6页

非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。本文通过对非接触式机械密封中深槽和浅槽机械密封的分类讨论,分别从研究现状、端面结构、工作机理、加工方法、应用范围几个方面对深、浅槽非接触式机械密封进行了... 非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。本文通过对非接触式机械密封中深槽和浅槽机械密封的分类讨论,分别从研究现状、端面结构、工作机理、加工方法、应用范围几个方面对深、浅槽非接触式机械密封进行了论述和对比,同时例举这两类密封中具有代表性的圆弧深槽和螺旋浅槽进行了具体分析说明,简要给出了其各自的使用条件及范围,以期使广大从事机械密封的工作人员对这两类密封有较全面的了解,并对设计和选型有一定的帮助。 展开更多

关键词 非接触式机械密封 深槽 浅槽 螺旋浅槽 圆弧深槽

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接触式机械密封稳态摩擦特性研究 被引量：4

10

作者 郝木明 宋勇 +4 位作者 王顺吉 孙彭涛 任宝杰 李勇凡 王增丽 《石油机械》 北大核心 2023年第4期1-7,共7页

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,其端面间隙与表面粗糙度处于同一数量级。为探究混合润滑状态下接触式机械密封的摩擦磨损特性,分析端面温度和摩擦扭矩等性能参数受工况参数的影响规律,结合平均雷诺方程以及ZMC接触模型,... 接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,其端面间隙与表面粗糙度处于同一数量级。为探究混合润滑状态下接触式机械密封的摩擦磨损特性,分析端面温度和摩擦扭矩等性能参数受工况参数的影响规律,结合平均雷诺方程以及ZMC接触模型,求解混合润滑端面间的接触特性,建立混合润滑磨损模型,研究接触式机械密封在润滑条件下,摩擦特性参数随操作参数的变化规律,开展了相应的试验研究,并对理论分析结果进行验证。研究结果表明:随介质压力增加,微凸体接触力占比增加,通过改变端面间接触状态来改变摩擦状态;随转速增加,端面间接触状态不变,但转速加大了端面间磨损距离与温度,进而导致磨损加剧;在压力影响试验中,密封环温度和密封腔温度随压力变化成正比,且每次压力变化都使得密封环温度产生阶跃变化。所得结论对机械密封因过热和磨损导致的失效现象分析具有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 接触式机械密封 混合润滑 摩擦特性 端面温度 摩擦扭矩 接触状态

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液膜润滑非接触式机械密封温度场分析 被引量：8

11

作者 王胜军 张书贵 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期73-76,共4页

利用有限元软件ANSYS计算了液膜润滑非接触式机械密封的温度场分布,与同样工况的接触式机械密封进行了对比,并分析了密封材料导热系数、主轴转速、密封介质粘度、液膜厚度等参数对温度场的影响。结果表明:密封材料导热系数、主轴转速对... 利用有限元软件ANSYS计算了液膜润滑非接触式机械密封的温度场分布,与同样工况的接触式机械密封进行了对比,并分析了密封材料导热系数、主轴转速、密封介质粘度、液膜厚度等参数对温度场的影响。结果表明:密封材料导热系数、主轴转速对端面温度具有较大影响,而液膜厚度的影响可以忽略。 展开更多

关键词 液膜润滑 非接触式机械密封 温度场 有限元法

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双向零泄漏非接触式机械密封的研究及应用 被引量：5

12

作者 杨宝亮 郝木明 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期132-135,共4页

借助流体动压润滑理论研制开发出具有“双向零泄漏”功能的非接触式机械密封,并对其性能进行了实验研究,结果表明该密封具有优良的密封性能,而且稳定性好,节能效果显著。最后,把自行研制的新型密封应用在离心压缩机上,成功取代了国外进... 借助流体动压润滑理论研制开发出具有“双向零泄漏”功能的非接触式机械密封,并对其性能进行了实验研究,结果表明该密封具有优良的密封性能,而且稳定性好,节能效果显著。最后,把自行研制的新型密封应用在离心压缩机上,成功取代了国外进口接触式机械密封。 展开更多

关键词 流体润滑非接触式机械密封 双向零泄漏 离心压缩机

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磁流体润滑非接触式机械密封系统的设计分析 被引量：7

13

作者 范浩亮 周剑锋 汪宇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期90-95,共6页

根据磁流体黏度随磁场强度变化的特点,以磁流体为润滑介质,提出一种非接触式磁流体密封结构。设计适用于非接触式机械密封的电磁场发生器,并采用ANSYS软件对密封环及润滑膜整体结构的磁场强度进行分析,得到磁感线分布和磁场强度分布,建... 根据磁流体黏度随磁场强度变化的特点,以磁流体为润滑介质,提出一种非接触式磁流体密封结构。设计适用于非接触式机械密封的电磁场发生器,并采用ANSYS软件对密封环及润滑膜整体结构的磁场强度进行分析,得到磁感线分布和磁场强度分布,建立电流与磁流体膜内磁场强度的关系。结果表明:设计的磁场发生器在密封环端面处产生的磁场强度达到最高水平,且磁感线垂直于密封端面均匀分布,有利于通过控制电流来控制磁流体膜的黏度。 展开更多

关键词 磁流体 磁场发生器 非接触式机械密封 电磁场

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接触式机械密封混合润滑状态摩擦演化规律研究 被引量：10

14

作者 毕浩程 郝木明 +5 位作者 任宝杰 孙鑫晖 李勇凡 李天照 刘馥瑜 厉晓英 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1241-1253,共13页

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,为探究其混合润滑状态下摩擦机理,结合粗糙面弹塑性模型,求解考虑密封端面粗糙度效应的雷诺方程,探究了转速和介质压力等工况条件对密封混合润滑状态密封摩擦参数的影响,推导了密封声发射... 接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,为探究其混合润滑状态下摩擦机理,结合粗糙面弹塑性模型,求解考虑密封端面粗糙度效应的雷诺方程,探究了转速和介质压力等工况条件对密封混合润滑状态密封摩擦参数的影响,推导了密封声发射波能量公式,将密封混合润滑状态分为磨损期和稳定期,应用1.5维谱理论提取密封特征频率,探究混合润滑状态摩擦演化规律.研究结果表明摩擦参数影响密封声发射波能量幅值且密封摩擦形式随混合润滑状态发生变化:在磨损期,微凸体接触特征频率幅值较大,密封端面间摩擦以微凸体接触为主;在稳定期,流体膜黏性剪切摩擦特征频率幅值变大,黏性剪切效应增强,密封端面只存在局部微凸体接触.所得结论对接触式机械密封混合润滑状态摩擦机理的研究具有一定的理论指导意义. 展开更多

关键词 接触式机械密封 混合润滑 摩擦参数 1.5维谱 演化规律

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接触式机械密封外圆周织构强化换热机理研究 被引量：3

15

作者 余旻丰 彭旭东 +1 位作者 孟祥铠 梁杨杨 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1268-1279,共12页

冲洗是强化机械密封换热的主要措施之一,但在一些特殊场合下冲洗量的大小往往是给定的,因此,需要采取一些强制换热措施来改善机械密封的运行环境。通过在密封环的外周面开设织构,针对冲洗量一定的情况,基于SST k-ω湍流模型,采用Ω方法... 冲洗是强化机械密封换热的主要措施之一,但在一些特殊场合下冲洗量的大小往往是给定的,因此,需要采取一些强制换热措施来改善机械密封的运行环境。通过在密封环的外周面开设织构,针对冲洗量一定的情况,基于SST k-ω湍流模型,采用Ω方法分析了不同转速下织构深径比对端面温度、外周面局部努塞尔数Nu和织构区域流场的影响,对比研究了动环织构和静环织构的换热机理。研究结果表明:在相同工况、冲洗量和织构几何参数条件下,若动静环外周面单独开设织构,则动环的换热效果更佳。在相同转速下,动环外周面开设织构时,减小深径比会使织构内部换热效果差的区域增大,换热效果减弱,但对于静环织构,减小深径比会使织构流体流动下游侧换热效果差的区域减小,换热效果增强;随着转速的增大,较小深径比动环织构内部出现了新的差换热效果区域,单位面积换热强度显著下降。因此,为获取较优的换热效果,在低转速下宜选取小深径比织构,而在高转速下应选取大深径比织构。 展开更多

关键词 表面织构 外周面 接触式机械密封 强化换热

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弹簧刚度对端面接触式机械密封振动的影响 被引量：9

16

作者 贺立峰 朱汉华 +1 位作者 范世东 杨令康 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期64-68,共5页

对机械端面密封的密封环动力学过程进行分析,建立密封环的运动模型和数学模型,并利用Matlab编程对运动微分方程进行求解,分析弹簧刚度改变对端面接触式机械密封振动的影响。结果表明,随着弹簧刚度的增大,密封环轴向振动加剧,偏摆振动减... 对机械端面密封的密封环动力学过程进行分析,建立密封环的运动模型和数学模型,并利用Matlab编程对运动微分方程进行求解,分析弹簧刚度改变对端面接触式机械密封振动的影响。结果表明,随着弹簧刚度的增大,密封环轴向振动加剧,偏摆振动减弱,端面液膜压力和液膜力减小,接触力增大,泄漏量减小。 展开更多

关键词 接触式机械端面密封 弹簧刚度 液膜压力 接触力 泄漏量

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机械密封热变形仿真及其对润滑性能的影响研究

17

作者 尚雪梅 冯湛航 +3 位作者 张可飞 王晓鹏 曾群锋 贾谦 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1024-1033,共10页

为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题,针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题,开展了热变形方面的研究。首先,分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况;然后,建立了润滑性能分析模型... 为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题,针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题,开展了热变形方面的研究。首先,分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况;然后,建立了润滑性能分析模型,并计算了机械密封在工作时动环和静环之间的液膜力;最后,使用有限元仿真的方法获得了机械密封在高温和液膜力作用下的变形量,分析了变形对机械密封润滑性能的影响,并将理论数据与试验数据进行了对比。研究结果表明:液膜力为2 kN时,得到了机械密封动环和静环的变形量,动环最大变形量为8.3μm,静环最大变形量为0.6μm;考虑变形后,机械密封的最小润滑膜厚h_(min)较不考虑变形时的膜厚h要小,而流量Q较不考虑变形时要大;理论计算结果和试验结果更加接近,证明了理论分析的正确性。该研究结果可为高参数机械密封的相关设计及性能仿真研究提供参考。 展开更多

关键词 涡轮泵 非接触式机械密封 螺旋槽机械密封 SolidWorks实体建模 液膜力计算 开启力 泄漏量

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风机用接触式干运转机械密封研制 被引量：3

18

作者 吴兆山 姚黎明 +3 位作者 谷传文 郑国运 杨博峰 班玉红 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第5期18-20,共3页

介绍了气体阻塞密封系统工作原理及干运转机械密封的特点,讨论了风机用接触式干运转机械密封的设计和计算方法,并介绍了试制密封的试验及使用情况。

关键词 气体阻塞密封系统 接触式干运转机械密封 试验

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流体静压式核电站主泵二级密封由接触式到非接触式转变的密封性能分析 被引量：6

19

作者 穆东波 蔡纪宁 +1 位作者 张秋翔 李双喜 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期33-36,40,共5页

利用ANSYS对流体静压式核电站主泵密封的第二级密封动环组件建模,计算得到密封环在高压下的变形情况,通过Fluent对核电站主泵第二级密封在高压情况下端面流场建模,得到密封端面流场的压力分布、速度场及密封的开启力和泄漏量。计算模拟... 利用ANSYS对流体静压式核电站主泵密封的第二级密封动环组件建模,计算得到密封环在高压下的变形情况,通过Fluent对核电站主泵第二级密封在高压情况下端面流场建模,得到密封端面流场的压力分布、速度场及密封的开启力和泄漏量。计算模拟了机械密封环的端面变形及机械密封由接触式机械密封转变为非接触式机械密封过程。结果表明,核电站主泵的第二级密封的动环组件在第一级密封失效的情况下会通过变形形成收敛面非接触型机械密封,并能在工况要求的情况下正常工作。 展开更多

关键词 机械密封 接触式机械密封 非接触式机械密封

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扩压式自泵送流体动压机械密封性能分析及双目标优化研究 被引量：2

20

作者 王琳娜 孙见君 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期947-959,共13页

泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面... 泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面重要结构参数对其密封性能的交互影响;基于均匀试验设计和多元回归分析法建立了扩压式自泵送流体动压机械密封的开启力和泄漏率预测模型;采用NSGA2遗传算法进行双目标寻优,得到Pareto最优解集,再结合TOPSIS法从解集中筛选出了不同权重下的最优结构参数.研究结果表明:对于中小轴径的扩压式自泵送流体动压机械密封,动环端面密封坝坝长与扩压环槽槽宽的比值在1.46~2.01之间,螺旋槽槽长和扩压环槽槽宽的比值在1.32~1.86之间时,密封性能最优.研究成果为扩压式自泵送流体动压机械密封动环端面的设计提供理论基础. 展开更多

关键词 非接触式机械密封 数值模拟 计算流体力学 均匀试验设计 优化 NSGA2遗传算法 交互作用

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