外加压凹槽式机械密封热分析.pdf

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1、2012年6月润滑与密封June2012第37卷第6期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．37No．6DOI：10．3969／j．issa．0254—0150．2012．06．010外加压凹槽式机械密封热分析郑建科朱维兵王和顺郝旭邬瓦尼(西华大学机械工程与自动化学院四川成都610039)摘要：用ANSYS软件建立外加压凹槽式静压型机械密封的有限元分析模型，求解并分析动、静环在稳定运行过程中的温度场。利用热实体单元，添加位移约束，并引入温度场的计算结果计算密封动、静环的热应力和热变形，分析其影响因素。结果表明，动、静环密封端面在靠近

2、内径处均产生高温，静环凹槽根部温度梯度最大；静环在内径处变形量最大而动环变形量最大处则距内径为6．5mm(即凹槽的内侧)。关键词：机械密封；热分析；温度场；热变形中图分类号：TB136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)6—041—5TheThermalAnalysisofthePressurizealOutsideGrooveMechanicalSealZhengJiankeZhuWeibingWangHeshunHaoXuWuWani(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，X

3、ihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China)Abstract：Afiniteelementanalysismodeloftheexternalgroovehydrostaticpressure—typemechanicalsealwasestab．1ishedbytheANSYSsoftware．Thetemperaturefieldsofstatorandrotorduringoperationinastableweresolvedandana—lyzed．Thethermalstressesandthe

4、rmaldeformationsofthesealingstatorandrotorwerecalculated，andtheimpactfactorswereanalyzedbyusingthermalsolidelement，addingthedisplacementconstraints，andintroducingthetemperaturefieldresults．Theresultsshowthatthehightemperaturesareneartheinnerdiameterofthestatorandrotorsealface

5、s．thehi【ghesttemperaturegradientappearsattherootofstaticringgroove．Themaximumdeformationofthestatorisindiameter，whilethemaximumdeformationoftherotorisat6．5mmfromdiameter(thatis，insidethegroove)．Keywords：mechanicalseal；thermalanalysis；temperaturefield；thermaldeformation流体静压型机械

6、密封的优点是在启动和停止过程等通过流体计算力学(CFD)软件FLUENT对该静中，动环没有旋转或者转速较低时通过调整介质压力压密封的流场进行了数值模拟；周圣人对节流孔流而达到密封，故在特殊场合应用很广。其典型结构有量项建立改进的N—s方程，利用泛函求极值算法和有自加压凹槽式、自加压台阶式、自加压锥面式和外加限元法分析外部引入的压力对静压干气密封性能的影压凹槽式。外加压凹槽式机械密封的工作原理是在密响，但均未对外加压凹槽式机械密封从整体上进行热封端面上开有若干节流孔，通过节流孔从外部引入清分析。本文作者将外加压凹槽式静压型机械密封组件洁压力流体，使

7、密封面之间形成一层静压流体膜，从中的动、静环作为一个整体，利用ANSYS软件分析而起到润滑和冷却的作用，使密封副能在相应的转速其温度场和应力场变化规律，为外加压式机械密封的与压力下达到稳定。该结构密封端面流体膜刚度大、设计提供依据。工作性能稳定，在工程实际应用中有着十分重要的地1模型建立位。李娜等对T型槽干气密封热变形进行了分外加压凹槽式机械密封结构如图1所示。主要析，但由于外加压凹槽式机械密封结构不同于T型参数：使用介质为氮气，搅拌前温度为30oC；密封槽密封结构，故其分析数据和结果不能等同；刘文婷系统稳定运行时的温度为80oC；压力为常压；转

8、速n=5000r／min；轴径R=30mm；动环端面外径r：基金项目：国家自然科学基金项目(51005188)；四川省教育49．5mm；