核主泵用流体静压型机械密封热弹流效应理论研究

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1、核主泵用流体静压型机械密封热弹流效应理论研究】7S3‘工7浙江工业大学硕士学位论文核主泵用流体静压型机械密封热弹流效应理论研究作者姓名：刘伟指导教师：彭旭东教授、白少先副研究员浙江工业大学机械工程学院201O年5月SubmittedtoDissertationZhejiangUniVersi够ofTechnoIogyforthe0fMasterDegreeResearchonTheoreticalEf．fectsofHvdrostaticMechanicalSealsinReactorC00lantPumps‘Candidate：Liu、ⅣeiShaoxianAdVisor：PengXudo

2、ng，BaiofMechanicalCollegeEngineeringZhejiangUniVers时ofTechnologyMay，2010浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。日期州睥6月罗日作一：叫石中学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文

3、的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。，2、不保密醴请在以上相应方框内打“√”作者签名：日期沙1。年衫月留日导师签名：日期咖。年彳月扣日浙江工业大学硕士学位论文核主泵用流体静压型机械密封热弹流效应理论研究摘要核主泵用机械密封运行在高压、高速、宽范围温度的工况下，高压会引起密封端面力变形；高速会致使端面间流体膜因粘性剪切作用而生热，加上旋转组件的搅拌生热，将改变机

4、械密封的温度场，同时引起密封环的热变形。端面热力变形和介质性质变化均将影响密封的稳定性、密封性和追随性。本文以收敛锥端面流体静压型机械密封为研究对象，分析了热弹流效应的影响，研究结果可为核主泵静压型机械密封的设计提供理论指导。主要工作和结果如下：首先，建立了静环倾斜时的三维稳态传热模型，并考虑流体粘度随压力、温度的变化，建立了端面流体膜压力和密封环温度的控制方程，采用有限差分法离散各控制方程，并基于Matlab计算平台编制了相应的计算程序。其次，在不考虑变形情况下，获得了流体膜压力场及密封环和流体膜的温度场，研究了结构参数、操作参数对温度场和密封性能的影响。最后，基于有限元轴对称变形理论计算

5、了密封环的热变形和弹性变形，讨论了不同边界条件对变形的影响；对密封进行流、固、热耦合分析，研究了热弹变形对密封性能的影响；同时改变操作参数，研究了端面温度、热弹变形、端面流体膜平衡间隙等随之产生的变化规律。结果表明，收敛锥端面流体静压型机械密封工作时，热弹变形是密封环变形的主要形式，且端面力变形大于热变形；端面热力综合变形会使端面间隙由外径到内径收敛性增强，使密封性能发生明显改变，导致开启力、泄漏量、液膜刚度等性能参数变大；操作参数对热弹变形、端面平衡间隙及密封性能影响显著。关键词：机械密封，流体静压，传热模型，热弹流效应，核主泵ABSTRACTfacesealisofarotatorand

6、aAmechaIlicalhydrostaticbasicallycomposedstator，s印arateda也illnuidfilm．ⅥmenitisusedaStlleareactorcoolantmailllyprima巧sealinmmlp，whichbyoVerawideofbeattenlperatu_res，itmayis叩eratedlli曲pressure，higllspeed锄drangetostofacedeformation．Sotheofsuchareferseal，whichu_bjectedperfonnancesmainlystabili妙，followb

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