干氣密封氣動(dòng)運(yùn)行特性及預(yù)測(cè)模型的數(shù)值與試驗(yàn)研究

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1、干氣密封氣動(dòng)運(yùn)行特性及預(yù)測(cè)模型的數(shù)值與試驗(yàn)研究NumericalandExperimentalStudyontheAerodynamicOperatingCharacteristicsandPredictionModelofDryGasSeal工程領(lǐng)域：化學(xué)工程作者姓名：田廣勝指導(dǎo)教師：劉正先教授企業(yè)導(dǎo)師：王海寧高級(jí)工程師天津大學(xué)化工學(xué)院2017年12月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人尸明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作和取得的＊研九成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成

2、果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教盲賴(lài)的學(xué)位祐證書(shū)而使用過(guò)的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：知；年）Ｖ月Ｗ日Ｊ學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、、匯編以供査閱和借閱。同意學(xué)校，并采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）（保密的學(xué)

3、位導(dǎo)師簽名：學(xué)位論文作者簽名：＜＞：年月ｗ日丨簽字日期＞月日ｉ簽字日期：＞７年摘要干氣密封是是一種以氣體作為密封介質(zhì)的非接觸式密封，它的出現(xiàn)解決了多年來(lái)機(jī)械密封一直不能干運(yùn)轉(zhuǎn)的難題，具有泄漏量小、端面磨損小和能耗低等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用在石油、化工和冶金領(lǐng)域。本文對(duì)螺旋槽干氣密封的氣動(dòng)運(yùn)行特性進(jìn)行研究，采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)Gabriel經(jīng)典算例實(shí)施計(jì)算，并將數(shù)值結(jié)果與文獻(xiàn)理論結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，兩者符合很好，驗(yàn)證了CFD數(shù)值方法的可行性。以Gabriel算例為研究對(duì)象，研究工況參數(shù)及氣膜厚度對(duì)其氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)特性的影響，然后對(duì)其

4、數(shù)值結(jié)果進(jìn)行數(shù)值擬合，確定了工況參數(shù)（入口壓力和轉(zhuǎn)速）及氣膜厚度為變量的氣動(dòng)運(yùn)行特性參數(shù)預(yù)測(cè)模型；并采用數(shù)值擬合的方法確定某實(shí)際密封產(chǎn)品的氣動(dòng)運(yùn)行特性的預(yù)測(cè)模型，然后采用預(yù)測(cè)模型對(duì)其他運(yùn)行工況下的特性參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)特性參數(shù)之一泄漏量預(yù)測(cè)結(jié)果與其試驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行了對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法和預(yù)測(cè)模型的可靠性。研究槽形結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)螺旋槽干氣密封氣動(dòng)運(yùn)行特性的影響，并引入響應(yīng)面模型和方差分析，定性、定量地分析槽形參數(shù)對(duì)氣動(dòng)特性的主效應(yīng)和交互效應(yīng)。對(duì)雙向燕尾槽干氣密封進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，研究工況參數(shù)及氣膜厚度對(duì)其氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)特性的影響

5、，通過(guò)對(duì)數(shù)值結(jié)果的擬合分析，確定了氣動(dòng)運(yùn)行特性參數(shù)預(yù)測(cè)模型。并對(duì)螺旋槽和雙向燕尾槽的運(yùn)行特性進(jìn)行了對(duì)比分析。本文通過(guò)研究干氣密封在不同工況參數(shù)、氣膜厚度和槽形結(jié)構(gòu)下的氣動(dòng)性能，得到干氣密封氣動(dòng)運(yùn)行特性的預(yù)測(cè)模型，確定工況參數(shù)和槽型結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)干氣密封性能的影響規(guī)律，對(duì)干氣密封氣動(dòng)運(yùn)行特性的快速確定，進(jìn)一步優(yōu)化干氣密封槽型有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：干氣密封，數(shù)值擬合，螺旋槽，雙向燕尾槽，試驗(yàn)測(cè)量ABSTRACTDrygassealisakindofnon-contactmechanicalsealusinggasasasealingm

6、edium,whichhaslowerleakage,lesswearandlowerenergyconsumptionandotheradvantages.Ithassolvedtheproblemthatmechanicalsealhasbeenunabletodryrunningovertheyears,andbeenwidelyusedinthefieldofpetroleum,chemicalandmetallurgy.Inthispaper,theaerodynamiccharacteristicsofthesp

7、iralgroovedrygassealwerestudied.ThenumericalcalculationmethodwasusedtocalculatetheclassicexampleofGabriel,andthenumericalresultswerecomparedwiththeGabriel’sresults.TheresultsareingoodagreementandverifythefeasibilityoftheCFDnumericalmethod.TakingtheGabrielexampleast

8、heresearchobject,theinfluenceoftheworkingconditionsandthethicknessofthefilmonitsaerodynamiccharacteristicswerestudied.Then,thenumericalresultswer