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基于Fluent的螺旋槽上游泵送机械密封三维微间隙流场数值模拟

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槽根 产 生 的最 大 静压 。 关 键 词 ：上 游泵 送 ；机 械 密封 ；内 流场 ；三维 数 值模 拟 ；开启 力 中图 分类 号 ：Ｔ １６ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： ２４— １０ （０ ２ Ｈ３ ０ ５ ０ ５ ２ １ ）２— １ ４ ０ ６—
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基 于 Ｆｕｎ 的螺 旋 槽 上 游 泵送 机械 密 封 三 维微 间隙流 场 数值 模 拟 ｌｅｔ
陈汇龙 王 强 李雯瑜 张娟娟
（江苏大学能源与动力工程学 院
江苏镇江 ２２ １ ） １０ ３
摘 要 ：密 封端 面微 间隙 液膜 特 性是 上 游 泵送 机 械 密封 性 能 研 究 的 关键 。采 用 ＰｏＥ ｗｌ ｒ 件 建 立 参 数 化 螺 旋 槽 ｒ／ ｉ ｆｅ软 ｄ ｉ
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２１ ０ ２年 ２月
润 滑 与 密 封
Ｌ ＵＢＲＩ ＣＡＴ ＯＮ Ｉ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｆｂ ２ ２ ｅ ． ０１ Ｖ０． ７ Ｎｏ ２ １３ ．
第３ ７卷 第 ０ ５ ０ ５ ． ０ ２ ０ ． ０ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ２ ０ ５ ｓ
上游泵送机械密封端 面微间隙液膜几何模型，以清水为工作介质 ，使用 Ｆ ｅｔ ｌ ｎ 软件 ，对跨尺度密封端面微间隙流场进行 ｕ 三维数值模拟 ，得到开启力及压力分布规律 ，并与有关测试结果进行对比分析 ，实验数据与模拟数值基本吻合 ，表明所 采用 的模拟方案可对螺旋槽上游泵送机械密封微间隙三维流场进行较好地描述 ，该方法可用于密封端面微间隙流场及性 能的系统研究 ；对端面压强分布进行分析 ，结果表 明，在螺旋槽外槽根处存在最大静压，液膜开启力的增大主要来源于
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基于Fluent的螺旋槽干气密封数值模拟与分析

基于Fluent的螺旋槽干气密封数值模拟与分析

研究 ， 无论 是在 经 济还是 时 间人 力方 面都是 很大 的浪
（ ）密封 端 面非 常 光滑 ， ８ 忽略 密封端 面粗 糙 度对 气 体流动 的影 响 。 关 于流体 所处 的流动 状态 ， 处于层 流还 是湍 流 是 还存 在一 定 的争议 ， 笔者将 对两 种 流动状 态分 别进 行
动 和振动 对气 膜流场 的影 响 ；
寿命长， 能耗低 ， 操作简单可靠 ， 维修量低 ， 被密封的 气体不 被 污染 等特 点 。是高 速 、 温 、 压 下 的可 靠 高 高 密封。 自２ ０世纪 ９ ０年代初我国引进第一套干气密
封装 置 以来 ， 干气 密封 的使 用 在我 国迅 速发 展 ， 其 尤 是螺 旋槽 端面 干气 密 封 ， 逐 步取 代 浮 环密 封 、 宫 正 迷 密封 等传 统密 封形式 ， 场需求 量正 逐年上 升 。 市 影 响干气 密封性 能参 数 的因素 很多 ， 既与螺旋 槽 的结 构 和槽 型 参 数 有 关 ， 与 螺 旋槽 的操 作 环 境 有 也 关 。在 干气密 封槽 型 的前 期开 发 中 ， 要研究 的对 象很 多， 如果 对研究 的对 象都 在搭建 实验 平 台中进行试 验
干运 转气体 密 封 简称 干 气 密封 是 一 种非 接 触式 轴端 密封 ， 与其 它 密 封相 比 ， 有 泄漏 量 少 ， 损小 ， 具 磨
（ ）密封 气膜 中的气 体运 动符合 牛 顿粘性 定 律 ， ２ 属于 牛顿 流体 ； （ ）等温 等 粘 条 件 密 封 非 接 触 ， 量 产 生 非 常 ３ 热 少 ， 略气 体温 度和粘 度 的变化 ； 忽 （ ）气体 分子 与密封 表面 无相 对滑 移 ； ４ （ ）忽 略气体 的惯性 力和 体积力 ； ５ （ ）密封 为 刚性 端 面 ， 封 环 材 料 的弹 性 模 量 ６ 密 高、 刚度 大 ， 略密封 环变 形对 气体 流动 的影 响 ； 忽 （ ）密封 的对 中性好 ， 略在 工作过 程 中系统 扰 ７ 忽
基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟高淑玲;魏德洲;崔宝玉;沈岩柏;黄秀挺【摘要】为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响.结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】6页(P121-126)【关键词】螺旋溜槽流场;颗粒运动;CFD;数值模拟;螺距;给矿流量【作者】高淑玲;魏德洲;崔宝玉;沈岩柏;黄秀挺【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD922+.3;TP15作为离心力与重力复合力场的典型重选设备，螺旋溜槽因其结构简单、占地面积少、安装与操作简易、分矿清楚、运转可靠等特点[1]在有色金属和铁矿选矿实践中得到了广泛应用[2-4]。

为了适应矿石性质、提高设备的处理能力和分选精度，螺旋溜槽不断涌现新的结构和形式，如旋转螺旋溜槽、锲形刻槽螺旋溜槽、多段螺旋溜槽、磁力螺旋溜槽等[5-7]，这些新型设备在提高分选技术指标方面各具优势。

基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化

基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化

基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化富影杰;丁雪兴;吴振宁;张静【摘要】运用fluent软件对不同气膜厚度的螺旋槽干气密封内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到它们流场的压力分布.通过不同厚度的气膜所产生的动压来获得它们气膜推力,再利用最小二乘法则拟合得到了气膜推力关于气膜厚度的解析式,最后求得气膜刚度,以最大气膜刚度为目标,对螺旋槽的槽深和螺旋角进行了优化.结果表明:气膜刚度是关于气膜厚度的负指数函数; 在本例中,当槽深为7.5μm、螺旋角为75°时气膜刚度最大,该优化程序为干气密封的优化设计提供理论基础.【期刊名称】《兰州石化职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(010)001【总页数】4页(P4-7)【关键词】干气密封;螺旋槽;气膜刚度;CFD;最小二乘法【作者】富影杰;丁雪兴;吴振宁;张静【作者单位】兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,温州泵阀工程研究院,浙江,温州,325105;大庆输油气分公司,黑龙江,大庆,163458;兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8干气密封是目前旋转机械如压缩机、离心泵轴端密封中一种先进的非接触密封装置[1]。

目前最常用的端面槽形是螺旋线形,然而,在工程实践中,有些螺旋槽干气密封并没发挥出它的最大优势,其原因主要是槽形几何参数选择不合理。

为此,国内外学者一般采用有限元法[2-4]、实验测量法[5,6]及近似解析法[7,8]来获得螺旋槽干气密封密封槽内气体动压分布、气膜刚度及最佳的螺旋槽几何参数值。

本文不同于他们的是:应用基于有限体积法的fluent软件对不同气膜厚度的螺旋槽干气密封内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到它们流场的压力分布。

通过不同厚度的气膜所产生的动压来获得它们气膜推力,再利用最小二乘法则拟合得到了气膜推力关于气膜厚度的解析式,最后求得气膜刚度,并以最大气膜刚度为目标,最终获得了最佳的螺旋槽几何参数值。

CFD软件对螺旋槽干气密封的模拟

CFD软件对螺旋槽干气密封的模拟

CFD软件对螺旋槽干气密封的模拟
南小妮;周昆颖;张秋翔;蔡纪宁
【期刊名称】《化工设备与管道》
【年(卷),期】2005(42)4
【摘要】采用了通用计算流场分析软件fluent,使用gambit软件建立三维计算模型并划分网格,基于三维N-S方程,选用RNG K-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对螺旋槽气体密封的三维流场进行了数值研究.通过验证,表明流场的数值计算结果与文献中的试验值吻合较好,模拟了气膜场的压力分布,对进一步研究具有指导意义和实用价值.
【总页数】3页(P56-58)
【作者】南小妮;周昆颖;张秋翔;蔡纪宁
【作者单位】北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029;北京化工大学机电工程学院,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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