磁流体润滑非接触式机械密封系统的设计分析 被引量：7

1

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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磁流体动压润滑非接触式机械密封中的磁场分析

2

作者 张鹏高 魏龙 +1 位作者 冯秀 冯飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期168-174,共7页

为研究磁流体润滑非接触式机械密封的磁场特性,运用Ansoft Maxwell数值模拟磁流体膜和密封环组成的密封系统的磁场强度和磁感应强度,分析磁流体膜厚和电流强度对磁场强度和磁感应强度的影响,用最小二乘法拟合磁流体膜的磁感应强度和电... 为研究磁流体润滑非接触式机械密封的磁场特性,运用Ansoft Maxwell数值模拟磁流体膜和密封环组成的密封系统的磁场强度和磁感应强度,分析磁流体膜厚和电流强度对磁场强度和磁感应强度的影响,用最小二乘法拟合磁流体膜的磁感应强度和电流强度的关系式。结果表明:磁感线在密封系统中形成了完整的“O”形回路,磁流体膜中的磁场强度最大,磁感线在磁流体膜中分布均匀,且垂直穿过磁流体膜;当电流强度恒定时,磁流体膜中的磁感应强度和磁场强度沿厚度方向可视为常数;随着电流强度的增加,磁流体膜的磁感应强度和磁场强度均增加。 展开更多

关键词 磁流体 动压润滑 机械密封 磁场分析 磁流体膜

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非牛顿流体润滑表面织构端面机械密封性能分析 被引量：2

3

作者 于博 宋勇 +1 位作者 赵伟刚 常涛 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期152-159,共8页

为研究润滑介质的非牛顿流变特性对表面织构型端面机械密封性能的影响,建立考虑液膜空化和非牛顿流体效应的修正Reynolds控制方程,探讨椭圆、菱形、圆形和方形等不同形状织构孔于不同幂律指数下机械密封端面的膜压特性、泵送回流特性和... 为研究润滑介质的非牛顿流变特性对表面织构型端面机械密封性能的影响,建立考虑液膜空化和非牛顿流体效应的修正Reynolds控制方程,探讨椭圆、菱形、圆形和方形等不同形状织构孔于不同幂律指数下机械密封端面的膜压特性、泵送回流特性和承载性能。结果表明:随着幂律指数增大,由于润滑介质的增稠流变特性,使得不同织构液膜的最大压力峰值和空化区均有所提高;相比较于圆形和方形织构孔,菱形和椭圆形织构孔具有更好的泵送效应,可以调整倾斜角来自由控漏反输,但承载能力较弱;高幂律指数下4种织构的泵送率均有所提高,圆形和方形织构孔的承载力略微增大,而菱形和椭圆形织构孔的承载力明显降低。 展开更多

关键词 机械密封 非牛顿流体 表面织构 空化 密封性能

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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

4

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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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

5

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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机械密封热变形仿真及其对润滑性能的影响研究

6

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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液膜润滑非接触式机械密封温度场分析 被引量：8

7

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

8

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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液膜及气膜非接触式机械密封的对比分析 被引量：9

9

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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圆弧槽气体润滑非接触式机械封密的特性 被引量：31

10

作者 王建荣 顾永泉 陈弘 《流体工程》 CSCD 北大核心 1991年第3期1-6,共6页

本文提出了一种新型的气体动压机械密封结构——部分圆弧槽泵入式气体机械密封。并用有限元法计算了此结构的气膜承载能力和气膜刚度。本文还引入了优化气体动压膜机械密封的新概念——刚漏比。并利用这一概念对其结构进行了优化。试验... 本文提出了一种新型的气体动压机械密封结构——部分圆弧槽泵入式气体机械密封。并用有限元法计算了此结构的气膜承载能力和气膜刚度。本文还引入了优化气体动压膜机械密封的新概念——刚漏比。并利用这一概念对其结构进行了优化。试验证明,部分圆弧槽泵入式气体机械密封具有良好的特性。与部分螺旋槽气体机械密封相比,两者特性相似,但前者较后者容易制造。 展开更多

关键词 气体润滑 非接触式 机械密封

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泵用零逸出非接触式机械密封 被引量：26

11

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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基于Fluent的树型槽非接触式机械密封的仿真计算 被引量：4

12

作者 王衍 于雪梅 +1 位作者 卢龙 贺毅强 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第10期19-24,共6页

为了研究树型槽非接触式机械密封在不同工况下的密封性能,确定相关参数的变化规律,通过计算流场分析软件Fluent,采用Gambit软件对树型槽非接触式机械密封三维泄漏模型进行网格划分。基于N-S方程,选用层流模型与SIMPLEC算法,对树型槽非... 为了研究树型槽非接触式机械密封在不同工况下的密封性能,确定相关参数的变化规律,通过计算流场分析软件Fluent,采用Gambit软件对树型槽非接触式机械密封三维泄漏模型进行网格划分。基于N-S方程,选用层流模型与SIMPLEC算法,对树型槽非接触式机械密封的三维流场进行了数值研究,计算求得了密封面压力场分布及泄漏量。改变几何参数及操作参数再次模拟,得到了不同参数下流场的压力及泄漏量,并分析了相关参数对树型槽非接触式机械密封的影响,给出了相关几何参数的最优选择区间。 展开更多

关键词 树型槽 非接触式 FLUENT 机械密封 仿真计算

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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

13

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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非接触式机械密封在离心压缩机上的应用 被引量：2

14

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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激光加工在非接触式动压型机械密封中的应用 被引量：1

15

作者 陈汇龙 杨勇 +2 位作者 袁寿其 翟晓 李亚南 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第2期35-38,共4页

综述了近年来非接触式机械密封中的发展概况,重点介绍了激光加工技术以及在机械密封端面改形及其表面处理的应用。机械密封通过端面改形技术,端面被加工成规则的螺旋槽形、微凹坑、人字形等形状,改善密封性能,实现密封的非接触,零泄露... 综述了近年来非接触式机械密封中的发展概况,重点介绍了激光加工技术以及在机械密封端面改形及其表面处理的应用。机械密封通过端面改形技术,端面被加工成规则的螺旋槽形、微凹坑、人字形等形状,改善密封性能,实现密封的非接触,零泄露。激光技术的成熟与产品性能要求的提高是非接触式动压型机械密封发展的强大动力。尽管目前激光加工机械密封的研究应用还存在许多不足,但激光加工无疑是21世纪机械密封发展的一大趋势。 展开更多

关键词 激光加工 机械密封 非接触式 应用

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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

16

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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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

17

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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新型非接触式气液膜串联机械密封在轻烃泵上的开发应用 被引量：2

18

作者 狄伟 郝木明 王选盈 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第2期43-46,共4页

针对现有轻烃泵用普通接触式机械密封及串联式干气密封存在的问题,研究开发出一种新型流体动压润滑非接触式气液膜串联机械密封,介绍了其结构特征、工作原理及技术优势。应用结果表明:研制的新型非接触式气液膜串联机械密封具有可实现... 针对现有轻烃泵用普通接触式机械密封及串联式干气密封存在的问题,研究开发出一种新型流体动压润滑非接触式气液膜串联机械密封,介绍了其结构特征、工作原理及技术优势。应用结果表明:研制的新型非接触式气液膜串联机械密封具有可实现密封介质的零泄漏甚至零逸出、长周期安全可靠运转、对环境无污染及运行维护费用低等优点。 展开更多

关键词 机械密封 非接触式 气液膜串联 轻烃泵

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基于特斯拉阀的新型非接触式流体密封技术研究 被引量：10

19

作者 王衍 谢雪非 +4 位作者 何一鸣 黄周鑫 徐慧 柴代泽 杨怀石 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期975-985,共11页

针对传统接触式流体密封功耗大、高工况场合适应性差以及非接触式密封结构复杂、系统冗沉和维护成本高等问题,基于平面特斯拉阀结构提出了1种非接触、零磨损、低泄漏及结构简约的新型密封技术和结构.通过Fluent流体仿真计算软件建立三... 针对传统接触式流体密封功耗大、高工况场合适应性差以及非接触式密封结构复杂、系统冗沉和维护成本高等问题,基于平面特斯拉阀结构提出了1种非接触、零磨损、低泄漏及结构简约的新型密封技术和结构.通过Fluent流体仿真计算软件建立三维新型密封结构,并对不同工况和几何参数下的密封性能进行系统分析,得到了新型密封的性能特性及最优参数区间.结果表明:介质压力P、密封间距h及密封级数Z等对密封性能影响最为显著,新型密封更适用于高密度、高黏度介质工况;新型密封三维流道分流角与平面特斯拉阀分流角最优区间一致,密封性能对转速变化不敏感,同样适用于低转速甚至停车状态;新型密封级数Z为4、8和12时对应的标准泄漏临界密封间距h分别为24、26和30μm,为相同工况条件下干气密封的十几倍甚至几十倍,且新型密封间距为刚性间隙,稳定性更高.基于本文中提出的新型密封,有望发展出1种流体密封新技术,并对现有密封领域形成技术革新. 展开更多

关键词 流体密封 非接触式 特斯拉阀 新技术 性能分析

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非接触式机械密封端面温度求解方法

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作者 曹恒超 郝木明 +3 位作者 李振涛 杨文静 孙震 任宝杰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期28-33,44,共7页

针对工程中密封环端面温度难以测量的情况,研究非接触式机械密封端面温度求解方法。建立有限元传热模型,对密封环传热进行正向计算,获得密封环稳态温度分布;对有限元方程进行修改,基于修改后所得计算结果使用多项式拟合与Trefftz方程近... 针对工程中密封环端面温度难以测量的情况,研究非接触式机械密封端面温度求解方法。建立有限元传热模型,对密封环传热进行正向计算,获得密封环稳态温度分布;对有限元方程进行修改,基于修改后所得计算结果使用多项式拟合与Trefftz方程近似2种方法对端面温度进行预测,并对2种方法的精度进行对比;减少已知温度节点的数量,即相当于在工程中减少热电偶的使用数量,在有限元方程中使用修改后的插值函数对剩余节点温度进行计算,并以此插值函数讨论已知温度节点数量对计算结果的影响,在确定最优值后对不同参数下的预测误差进行对比。结果表明:2种预测方法所得结果误差都随着转速的增加而增大,随密封介质温度的升高而减小,但Trefftz方程所得的预测效果要好于多项式;经过计算发现使用4插值节点所得的结果与精确解吻合良好。 展开更多

关键词 非接触式 机械密封 热传递

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