核主泵用流体动压型机械密封热弹流效应理论研究

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1、（全日制学术型）硕士学位论文论文题目：核主泵用流体动压型机械密封热弹流效应理论研究作者姓名宫晓清指导教师彭旭东教授、孟祥铠副教授学科专业动力工程及工程热物理所在学院机械工程学院提交日期2015年4月浙江工业大学硕士学位论文核主泵用流体动压型机械密封热弹流效应理论研究作者姓名：宫晓清指导教师：彭旭东教授、孟祥铠副教授浙江工业大学机械工程学院2015年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterTheoreticalResearchonThermoelastohydrodynamicEf

2、fectsofHydrodynamicMechanicalSealsinReactorCoolantPumpsCandidate:GongXiaoqingAdvisor:PengXudong,MengXiangkaiCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr2015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ｔｕ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

3、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耍贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。；如作者签名：當换脅日期：许為月＞曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全７解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被舍阅和借阅１。本人授权浙江工业大学可：Ｕ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文进行检索。本学位论文属于Ｌ保密□，在年解密后适用本授权书。２．不保密‘‘（请在上相应方框

4、内打小），含作者豁名：廈暖哨即Ｗ將月品日导师签名：日期年＾月＾日盡气钻／浙江工业大学硕士学位论文核主泵用流体动压型机械密封热弹流效应理论研究摘要机械密封技术是核主泵的关键技术之一，密封的稳定性和可靠性直接影响到核主泵的长期安全运行。主泵密封受到高压作用发生力变形，粘性剪切摩擦热引起端面热变形，改变密封端面温度场，如果温度过高，液膜粘度降低，端面变形过大，泄漏率增大，甚至会引起液膜汽化，严重影响密封性能。因此探索密封系统传热规律，预测并分析端面变形，对于提高机械密封的使用寿命，开发机械密封新产品都有重要的指导意义。本文首先以半圆形深槽流体动压型单级机械密封为研究对象，考虑

5、流体粘温效应，建立了三维稳态热流固耦合有限元模型，简化能量方程，建立了热弹流润滑问题的控制方程。其次，建立了由流体域及密封环组成的二维轴对称的共轭传热有限元模型，计算了对应密封边界的对流换热系数。在此基础上，不考虑端面变形情况下，分析密封系统传热规律，研究操作参数对温度场的影响规律。最后，基于端面热弹流变形理论、润滑与密封等理论，计算密封端面变形，分析热弹性变形情况下的温度场，同时研究操作参数及槽型结构尺寸对密封温度及密封性能的影响。结果表明，共轭传热法求解得到的对流换热系数较好的反映了对流换热作用的变化规律，考虑端面弹性变形时，由深槽结构引起的端面周向波度以及温度的不均匀分布程度均变大

6、，并随着转速、压力以及型槽结构尺寸的增大而变大，摩擦系数降低，对密封性能影响显著。关键词：核主泵，机械密封，流体动压，三维稳态，热流固耦合，周向波度I浙江工业大学硕士学位论文THEORETICALRESEARCHONTHERMOELASTOHYDRODYNAMICEFFECTSOFHYDRODYNAMICMECHANICALSEALSINREACTORCOOLANTPUMPSABSTRACTAsthekeytechnologyofreactorcoolantpumps,thestabilityandreliabilityofmechanicalfacesealhavethedirecti

7、nfluenceonpump’ssafeoperation.Thehighpressurecausesmechanicaldeformation,andtheviscousshearfrictionheatnotonlycausesthermaldeformationbutalsochangesthefacesealtemperaturefield.Toohightemperaturereducestheviscosityofliq