航空发动机燃油泵用机械密封多物理场耦合分析

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作者 梁彦兵 丁思云 +4 位作者 杨博峰 刘杰 彭骞 谢星 王永乐 《流体机械》 北大核心 2025年第6期31-38,共8页

针对高温高速等极端工况下某航空发动机燃油泵由于热力变形导致密封失效的问题,基于某加力燃油泵机械密封结构建立上游泵送机械密封的热流固耦合模型,采用专业流场计算软件及热流固耦合计算平台对极端工况下密封环的应力应变情况进行计... 针对高温高速等极端工况下某航空发动机燃油泵由于热力变形导致密封失效的问题,基于某加力燃油泵机械密封结构建立上游泵送机械密封的热流固耦合模型,采用专业流场计算软件及热流固耦合计算平台对极端工况下密封环的应力应变情况进行计算,并分析了转速20000~40000 r/min、压差0.5~9 MPa机械密封环应力应变的影响规律。结果表明:取密封端面液膜的厚度为2μm、螺旋槽槽深为6μm、槽数12个及螺旋角18°作为基础参数时,随着动环转速的升高,密封动静环均产生了一定的应力和应变,且动环的最大应力及最大变形量均大于静环,动静环变形量的最大差值达到了2.5μm;随着密封压差的增大,密封环的应力和应变值也线性增大,但密封环对压差的敏感程度较低,压差增大1 MPa,密封环的应变增大约0.02μm,最大应力增大约0.3 MPa;在不同工况参数下,密封环均会产生相应的应力和应变;在设计计算过程中不可忽略密封环应力应变对整体密封性能的影响。研究结果可为上游泵送机械密封在极端工况下的多物理场耦合计算提供一定的参考。 展开更多

关键词 机械密封 上游泵送 应力应变 热流固耦合

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螺旋槽机械密封端面槽型优化与熵产分析

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作者 郑国运 谢星 +5 位作者 姜大连 梁彦兵 姚黎明 李香 吴兆山 李鲲 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期186-192,共7页

针对液膜润滑螺旋槽机械密封端面流动损失定量分析问题,采用熵产损失诊断方法,开展螺旋槽机械密封槽型结构优化与三维湍流流场诊断分析;分析不同槽型结构下各类型熵产定量损失,计算密封在不同转速与槽深下泄漏率、开启力与熵产损失,获... 针对液膜润滑螺旋槽机械密封端面流动损失定量分析问题,采用熵产损失诊断方法,开展螺旋槽机械密封槽型结构优化与三维湍流流场诊断分析;分析不同槽型结构下各类型熵产定量损失,计算密封在不同转速与槽深下泄漏率、开启力与熵产损失,获取各类型熵产损失占比随转速与槽深变化规律。研究结果表明:螺旋槽最优参数为螺旋角20°、槽堰比0.42、槽坝比0.63、槽深13μm,优化后的密封端面动压开启能力大,流动熵产损失小;密封湍流与脉动熵产总占比超过40%,在高转速工况下湍流流动损失不可忽略;密封泄漏率与开启力随转速与槽深的增加线性增大,熵产损失随转速呈抛物线形增大,随槽深变化较小;随转速增大,直接熵产损失占比先增大后减小,脉动与湍流熵产损失占比单调递增,壁面熵产损失占比单调递减。 展开更多

关键词 机械密封 密封端面 螺旋槽 熵产损失 多目标优化

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斜直深槽机械密封环端面变形研究 被引量：7

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作者 丁思云 李鲲 +4 位作者 吴兆山 张杰 李香 杨博峰 郑国运 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期88-91,97,共5页

深槽密封是通过力变形和热变形在密封面形成周向的波度和径向的锥度,从而产生热流体动力楔效应。通过热平衡分析和模型简化,应用有限元软件建立斜直深槽机械密封有限元分析模型,并对密封环温度场、力热变形进行求解,获得斜直深槽密封环... 深槽密封是通过力变形和热变形在密封面形成周向的波度和径向的锥度,从而产生热流体动力楔效应。通过热平衡分析和模型简化,应用有限元软件建立斜直深槽机械密封有限元分析模型,并对密封环温度场、力热变形进行求解,获得斜直深槽密封环的温度分布规律以及热变形规律。分析结果表明:斜直深槽密封端面结构产生的变形,能够形成周向波度和径向锥度,能够产生一定的流体动压效应,但规则波形的产生同流体槽的结构参数有关,需针对具体的工况参数进行相应的优化设计,方能达到所需要的流体动压效果。 展开更多

关键词 机械密封 深槽 温度场 端面变形 有限元分析

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高压液体润滑典型深槽机械密封性能的试验研究 被引量：2

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作者 王永乐 李鲲 +2 位作者 吴兆山 李香 杨博峰 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第6期6-9,共4页

对几种端面开有典型深槽的流体动压式机械密封在不同工况下的运行性能进行试验对比研究。研究表明,圆弧槽与其他2种不同参数的直线槽性能变化趋势一致,随着介质压力的增大,端面摩擦系数均减小。圆弧槽的摩擦系数相对最小,但其泄漏量较... 对几种端面开有典型深槽的流体动压式机械密封在不同工况下的运行性能进行试验对比研究。研究表明,圆弧槽与其他2种不同参数的直线槽性能变化趋势一致,随着介质压力的增大,端面摩擦系数均减小。圆弧槽的摩擦系数相对最小,但其泄漏量较大。试验也验证了此类密封适用于高压转速较低的工况。 展开更多

关键词 机械密封 端面深槽 密封性能 试验研究

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制冷剂反应釜用机械密封改造 被引量：6

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作者 杨博峰 李香 +3 位作者 丁思云 郑国运 温超 沈宗沼 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第3期45-48,17,共5页

分析了制冷剂反应釜用机械密封失效原因,结合具体工况及经济成本,开发出一套深槽干式气体密封,并应用FLUENT、ANSYS等软件对其端面槽型等参数进行了优化,在应用中取得了较为满意的结果,为类似工况机械密封改造提供了一个可行的方案。

关键词 干式气体密封 深槽 反应釜

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基于故障与失效分析的机械密封运行维护方法研究 被引量：13

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作者 丁思云 李凤成 +3 位作者 王永乐 刘杰 李香 李鲲 《流体机械》 CSCD 北大核心 2020年第3期27-31,共5页

基于故障树分析方法,建立了机械密封故障与失效故障树,并结合专家经验法和模糊数学理论,定量计算出在低频事件中的机械密封故障树基本事件失效模糊概率;利用Semanderes算法求取故障树最小割集,获得机械密封故障树基本事件结构重要度和... 基于故障树分析方法,建立了机械密封故障与失效故障树,并结合专家经验法和模糊数学理论,定量计算出在低频事件中的机械密封故障树基本事件失效模糊概率;利用Semanderes算法求取故障树最小割集,获得机械密封故障树基本事件结构重要度和概率模糊重要度;给出故障与失效后果严重度评价标准,得到机械密封结构件的故障与失效危害度;依据危害度,制定机械密封运行维护的策略。该方法旨在解决在大量缺失或很难获得机械密封故障与失效统计数据时,为机械密封的研究和工程应用提供一种方法参考。 展开更多

关键词 机械密封 故障与失效分析 专家经验法 模糊集理论 故障树法

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泵用干运转机械密封的设计和试验研究 被引量：5

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作者 吴兆山 郑国运 +3 位作者 李香 姚黎明 丁思云 李鲲 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第11期26-30,45,共6页

以石化低参数高危介质泵为应用对象,开展了深槽型干运转机械密封的试验研究,研究结果表明:对于深槽型干运转机械密封,其动压槽形状、槽数、环形槽槽宽以及槽面径向宽比等密封端面结构参数对密封性能均有一定的影响,应进行优化设计;在密... 以石化低参数高危介质泵为应用对象,开展了深槽型干运转机械密封的试验研究,研究结果表明:对于深槽型干运转机械密封,其动压槽形状、槽数、环形槽槽宽以及槽面径向宽比等密封端面结构参数对密封性能均有一定的影响,应进行优化设计;在密封端面几何尺寸、槽数、载荷系数、弹簧比压等参数相同的情况下,直通槽机械密封的密封性能优于斜通槽机械密封的密封性能。 展开更多

关键词 机械密封 干运转 深槽型 设计 试验研究

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基于COMSOL的高温双端面机械密封热力耦合分析 被引量：13

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作者 王永乐 刘杰 +3 位作者 李凤成 吴兆山 李香 吴萍 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第3期26-30,共5页

针对输送高温气体介质的大轴径风机所采用的液体润滑双端面机械密封开展热力耦合分析研究,具有重要的工程实际意义。将动静密封环视为一体并采用参数化扫描功能对密封结构参数进行优化分析。研究表明:在高温、低压工况下,高温介质热传... 针对输送高温气体介质的大轴径风机所采用的液体润滑双端面机械密封开展热力耦合分析研究,具有重要的工程实际意义。将动静密封环视为一体并采用参数化扫描功能对密封结构参数进行优化分析。研究表明:在高温、低压工况下,高温介质热传导对介质侧密封温度场的影响占主导;对介质侧的密封结构设计,不仅要从减少端面产热的角度出发,而且要对密封环进行有效地冷却降温。 展开更多

关键词 高温机械密封 双端面 热力耦合

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聚醚醚酮复合材料的性能及在通用机械中的应用 被引量：13

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作者 班玉红 吴兆山 +7 位作者 孔建 杨家义 姚黎明 杨博峰 郑国运 李鲲 俞志君 邱勇 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第5期43-45,共3页

介绍了聚醚醚酮复合材料的研制、性能及在压力容器、泵、压缩机、阀门等通用机械领域中的应用。实践证明,聚醚醚酮复合材料具有高强度、低磨损、长寿命等性能特点。

关键词 聚醚醚酮 复合材料 性能 通用机械 应用

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蒸汽压缩机密封保障系统研制 被引量：2

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作者 丁思云 杨博峰 +3 位作者 郑国运 姚黎明 蔡粤华 王永乐 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第10期20-23,37,共5页

结合某蒸汽压缩机密封保障系统的研制实例,以工作可靠性为前提,从保障系统方案、系统作用原理、设计考虑、制造和调试等环节,阐述密封保障系统的研制过程,给出密封保障系统的普适性研制方法和思路,并研制出某蒸汽压缩机密封保障系统,为... 结合某蒸汽压缩机密封保障系统的研制实例,以工作可靠性为前提,从保障系统方案、系统作用原理、设计考虑、制造和调试等环节,阐述密封保障系统的研制过程,给出密封保障系统的普适性研制方法和思路,并研制出某蒸汽压缩机密封保障系统,为广大密封用户、生产制造厂家以及相关工程研究人员提供参考和支持。 展开更多

关键词 蒸汽压缩机 机械密封 保障系统

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海洋平台油气混输泵轴端密封改进设计与试验研究 被引量：1

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作者 沈宗沼 彭骞 +4 位作者 丁思云 蔡粤华 姚黎明 吴兆山 李鲲 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期181-186,216,共7页

针对某海洋平台油气混输泵轴端机械密封在运行过程中存在的失效问题,分析其产生的原因,并对其结构进行改进设计。对改进后机械密封进行实验室台架性能试验,分析不同弹簧比压条件下密封性能随压力的变化和密封端面磨损状况,以及不同端面... 针对某海洋平台油气混输泵轴端机械密封在运行过程中存在的失效问题,分析其产生的原因,并对其结构进行改进设计。对改进后机械密封进行实验室台架性能试验,分析不同弹簧比压条件下密封性能随压力的变化和密封端面磨损状况,以及不同端面设计宽度下密封性能随压力和转速的变化。结果表明:减小弹簧比压能略微降低密封端面摩擦功率,但会增大泄漏风险;减小端面宽度能有效提升润滑不良条件下的端面密封性能。确定密封优选设计参数,并对密封样机进行100 h型式试验。试验结果表明,改进后密封端面摩擦功率基本稳定,波动较小,泄漏量满足标准指标要求,验证了该密封结构改进的合理性、优选设计参数的有效性和运行工况的适应性。 展开更多

关键词 油气混输泵 海洋平台 机械密封 密封性能 轴端密封

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氟塑料包覆橡胶O形圈的应用技术进展 被引量：1

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作者 李香 戚明杰 +1 位作者 王永乐 朱斌 《流体机械》 CSCD 北大核心 2021年第7期65-68,共4页

氟塑料包覆橡胶O形圈以其独特的优势,可用于橡胶O形圈无法适应的某些化学介质等特殊工作环境中。本文介绍了氟塑料包覆橡胶O形圈的分类及结构特点,从氟塑料包覆层材料选用、包覆层厚度、橡胶O形圈质量等方面提出了氟塑料包覆橡胶O形圈... 氟塑料包覆橡胶O形圈以其独特的优势,可用于橡胶O形圈无法适应的某些化学介质等特殊工作环境中。本文介绍了氟塑料包覆橡胶O形圈的分类及结构特点,从氟塑料包覆层材料选用、包覆层厚度、橡胶O形圈质量等方面提出了氟塑料包覆橡胶O形圈的质量要素控制及方法,推动氟塑料包覆橡胶O形圈产品质量提升。 展开更多

关键词 氟塑料包覆橡胶O形圈 特点 质量要素控制 标准

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双叶片螺旋离心泵固液两相流特性研究 被引量：9

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作者 丁思云 苏吉鑫 +3 位作者 郑国运 杨博峰 李凤成 沈宗沼 《流体机械》 CSCD 北大核心 2012年第5期26-29,9,共5页

为研究双叶片螺旋离心泵叶轮内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准k-ε湍流方程以及SIMPLE算法,应用流体动力学软件对双叶片螺旋离心泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多粒径及初始固相体积浓度条件下的固相体... 为研究双叶片螺旋离心泵叶轮内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准k-ε湍流方程以及SIMPLE算法,应用流体动力学软件对双叶片螺旋离心泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多粒径及初始固相体积浓度条件下的固相体积浓度分布规律。通过分析可得到固体颗粒存在由叶片压力面向吸力面迁移的趋势,同时有从轮毂侧向轮缘侧运动的趋势;通过外特性分析得到了相同粒径下水泵扬程随固相浓度的升高而减小,相同固相浓度下水泵扬程随粒径的增大而减小的变化趋势。 展开更多

关键词 螺旋离心泵 固液两相流 固相体积浓度 外特性 数值模拟

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叶片数对螺旋离心泵内部流场影响研究 被引量：11

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作者 丁思云 杨博峰 +3 位作者 郑国运 徐振法 韩伟 苏吉鑫 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第7期33-37,共5页

利用工程上普遍采用的k-ε两方程模型和SIMPLE算法,对单叶片和双叶片螺旋离心泵的内部流场进行了数值模拟。得出了叶轮与蜗壳内的速度分布和压力分布等流场信息,比较了单叶片和双叶片螺旋离心泵的特性曲线,单叶片和双叶片螺旋离心泵内... 利用工程上普遍采用的k-ε两方程模型和SIMPLE算法,对单叶片和双叶片螺旋离心泵的内部流场进行了数值模拟。得出了叶轮与蜗壳内的速度分布和压力分布等流场信息,比较了单叶片和双叶片螺旋离心泵的特性曲线,单叶片和双叶片螺旋离心泵内部流场的区别与联系,分析了叶片数对螺旋离心泵内部流动规律的影响。 展开更多

关键词 螺旋离心泵 叶轮 内部流场 数值模拟

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