基于流体动压效应的气体端面密封性能的研究

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1、＾ｕＤｃ：单位代码：ｊ＾＾ＩＰＰＰｐ＾宴徽－至处乂ｆ硕去学位论文论文题目：基于流体动压效应的气体端面密封性能的研究香ｌｉ諭学号，机械工程舍、Ｉｋ么ｔ２０１５＾１２＾１８ＢｈＩ＾ｐＵＨ＾独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。

2、与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名考考曰期：关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，艮Ｐ；学校有权保留送交论文的复印化允许论文被查阅和借阅；学校可＾ｉ／厶，可ｙ布论文的全部或部分内容［＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，保密的论文在解密后应遵循此规定。＾导师签名期篇名４私左；安徽工业大学硕士学位论文论文题目:基于流体动压效应的气体端面密封性能的研究PerformanceRe

3、searchonGasSealFaceBasedonHydrodynamicEffect作者：李茂元学院：机械工程学院指导教师：吴玉国单位：安徽工业大学协助指导教师：时礼平单位：安徽工业大学单位：论文提交日期：2015年10月30日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002摘要激光加工多孔端面机械密封是一种新型机械密封，它通过利用表面织构加工技术在普通密封端面上加工具有一定尺寸、形状和排列的微孔以实现密封端面非接触，具有良好的密封润滑性能。气体端面密封的设计理论研究对改善端面密封的密封性能具有重要意

4、义。针对气体端面密封的动压润滑效应建立端面密封几何模型和数学模型，采用有限差分法对流体动压润滑方程进行求解，获得了密封端面无量纲压力分布，并计算了密封端面气膜无量纲开启力F、无量纲泄漏量Q、无量纲气膜刚度K等密封性能参数，计算结果通过与相关文献对比验证了本文计算的正确性。首先，本文研究了不同密封结构参数和工况参数下密封端面微孔形状对密封端面密封性能的影响，研究表明：椭圆形和菱形端面相比其它形状端面密封的动压效应更强，但其泄漏高于其它形状端面；圆形、矩形（正方形）和三角形端面能有效减小密封运行时的泄漏量，但

5、端面的动压效应相对前者较差；当密封端面选择合理工况参数和密封结构参数时：微孔面积率Sp20%或密封间隙h02.5μm，椭圆端面和菱形端面气膜刚度更大。然后，又考察了不同密封结构参数和工况参数下密封端面圆形微孔底部形状对密封端面密封性能的影响，研究表明：矩形面底部形状圆形微孔端面开启力和气膜刚度高于其它底部形状端面但其泄漏量也明显高于其它端面；微孔底面形状为梯形面、抛物面和三角形面端面能有效减小密封运行时的泄漏量；综合分析矩形面孔密封性能更好。最后，对端面密封各形状微孔方向性进行研究，研究表明：当方向角

6、度为0时，开启力最大但泄漏也较大，当方向角度为45时，泄漏最小且气膜刚度高，但开启力降低。文中提出4种类型椭圆形端面模型均具有强于均匀分布圆形微孔端面的密封性能，各类型端面均具有自身优势，其中pattern3动压性能最优而pattern1泄漏小。本文研究结果为气体端面密封设计理论提供参考和补充。关键词：气体端面密封；流体动压效应；有限差分法；密封性能IAbstractAmechanicalsealwithlaser-texturedfacesisaninnovativenon-contactingse

7、alingtechnology,thetechnologyofsurfacetextureisutilizedtomanufacturemicro-poreswithcertainsize,shapeandarrangementontheordinarymechanicalsealface,itcanachievenon-contactingfacesealandwellsealingandlubricatingperformance.Therefore,ithasagreatsignificanceto

8、researchonthedesigntheoryofgasfacesealtoimprovethefacesealperformance.Thegeometricandmathematicalmodelofthegasfacesealisbuiltbaseonthehydrodynamiclubrication,thefinitedifferencemethodisutilizedtosolvethehydrodynamic