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流体密封与流体机械题目：流体密封技术的应用与发展班级姓名：序号：学号：2010年12月19日流体密封技术的应用与发展摘要：流体密封作为一门新兴的工程技术学科正越来越受到各行业的关注。
本文对流体密封的定义、作用、重要性、主要应用领域，应用现状以及最新进展和未来展望作一番简单介绍并阐述了一些事例的原理。
关键词：流体密封；迷宫密封;浮环密封；机械密封；干气密封流体密封的作用及重要性流体密封是防止或限制流体泄漏的工程技术或零部件。
起密封作用的零部件通常称之为密封件。
放置密封件的部位称为密封腔。
较复杂的密封．特别是带有辅助系统的密封，称为密封装置。
被密封的流体包括气体、液体、以及气体／液体混合物、气体／液体／固体颗粒(particles)混合物。
泄漏(1eakage)是指具有负面作用的质量迁移。
被密封的流体通常以三种形式泄漏：穿漏、渗漏和扩散。
穿漏是在压力差(differential pressure)作用下通过密封间隙引起的质量迁移(包括漏出和漏入)。
渗漏(seepage)是在表面张力(surface tension)作用下通过密封件材料的毛细管的质量迁移。
扩散(diffusion)是在浓度差(differential concentration)作用下通过密封间隙的质量迁移。
流体密封装置(或密封)是流体机械、工艺设备、液压设备、管道和阀门等的重要组成部份。
其主要作用有：维持设备的正常工作条件，如高压、高真空等；保证设备及人身的安全；消除或减轻环境污染；防止或减少物料和能源的消耗．提高设备的效率。
流体密封是机械设备的易损性、关键性和基础性零部件。
密封件虽然不大，但往往能决定机器设备的安全性、可靠性和耐久性。
例如：震惊世界的美国“挑战者”号航天飞机的失事原因就是由橡胶密封圈的失效引起的：改进航空发动机的密封可提高其效率2～3个百分点；在石油化工透平机械上采用干气密封(dry gas seals)．是革命性的进步，大大提高了高速透平机械工作的经济性、可靠性和耐久性流体密封技术的主要应用领域流体密封虽然只是机器和设备的一个零部件，但其应用范围极其广泛，几乎囊括了工农业生产和人们日常生活的各个方面，凡是需要将两个流体参数不同的腔体隔离的地方都需要流体密封。
流体密封技术在工程的作用及进展首先，流体密封技术在机械工程中的应用非常广泛。
例如，在液压系统中，流体密封技术能够确保工作液体不泄漏，从而确保系统的工作效率和性能。
在汽车发动机中，流体密封技术能够保持各种液体的循环运输，确保发动机的正常工作。
此外，流体密封技术还广泛应用于各种机械设备中，如泵、压缩机、减速器等，确保设备的正常运行和零部件的寿命。
其次，流体密封技术在化工工程中也扮演着重要的角色。
在化工生产过程中，大量的液体和气体需要进行输送和转运，因此流体密封技术能够确保化工设备的正常运行和化工生产的安全性。
例如，在化工反应釜中，流体密封技术能够有效地防止反应物和产物从容器中泄漏，并且能够控制反应环境的温度和压力。
此外，流体密封技术在能源工程中也有广泛的应用。
例如，在核电站中，流体密封技术能够确保核反应堆中的冷却剂不泄漏，从而保证核电站的安全性。
在石油和天然气开采中，流体密封技术能够确保各种管道和设备的密封性，防止油气的泄露和污染环境。
流体密封技术还适用于太阳能和风能等可再生能源的领域，确保能源设备的高效和持久运行。
随着科技的不断进步和工程领域的发展，流体密封技术也在不断进步和创新。
首先，材料的发展使得流体密封件的性能得到了提高。
新材料的应用能够提高密封件的耐磨性、耐腐蚀性和密封性能，使得密封件在高温、高压和腐蚀介质中具有更好的性能。
其次，制造工艺的改进使得流体密封件的制造更加精密和高效。
现代的制造工艺，如数控加工和先进的检测技术，使得流体密封件能够实现更高的精度和质量控制。
此外，新的密封结构和设计也得到了发展，以适应不同的环境和工程需求。
总之，流体密封技术在工程中具有重要的作用。
它能够确保液体和气体不泄漏，并使系统的工作效率和性能得到提高。
随着科技的进步，流体密封技术也在不断创新和进步，以适应越来越高的要求和需求。
这将进一步推动工程领域的发展，并为各种工程应用提供更加可靠和高效的解决方案。
磁性流体密封及基发展现状磁性流体密封是一种新型的密封技术，通过磁力场作用于磁性流体，使其在轴向方向上生成密封效果，可以替代传统的机械密封，具有广泛的应用领域和前景。
本文将介绍磁性流体密封及其基发展现状。
一、磁性流体密封的基本原理磁性流体密封是一种基于磁力作用的密封技术，其基本原理是通过在被密封部位的磁环周围施加磁场，使被密封的物质与磁性流体形成一定的密封效果。
磁性流体是由含有磁性颗粒的液体组成，当外加磁场时，液体中的磁性颗粒会在磁场的作用下发生取向，磁性流体将表现出更高的粘度和黏度，从而能够形成有效的密封效果。
此外，磁性流体还具有防腐蚀、耐高温等优点，增加了其在实际应用中的可靠性和灵活性。
二、磁性流体密封的发展历程目前磁性流体密封技术已有数十年的发展历史。
在20世纪60年代初期，磁性流体这一新型物质被首次发现，引起了密封领域的广泛关注。
自此开始，磁性流体密封技术逐渐发展成为一种新型的密封技术，并在常规机械密封无法满足严苛运行条件下得到广泛应用。
至今，磁性流体密封技术已进入到实际应用中，出现了多种不同类型的磁性流体密封装置，包括单级磁性流体密封装置、双级磁性流体密封装置等，广泛应用于化工、旋转设备、泵类、风机类、压缩机类、轮机等领域。
三、磁性流体密封的发展现状随着磁性流体密封技术的不断发展，其在实际应用中也变得更加成熟和可靠。
目前主要集中在如何提高磁性流体密封的性能和可靠性、开发新的磁性流体密封材料、进一步降低密封系统的运行成本等方面；对于高压、高速、高温、腐蚀性介质等特殊条件下的应用，磁性流体密封的研究目前也在不断进行中。
近年来，随着纳米技术和微电子技术的不断发展，在磁性流体密封技术领域中也出现了新的研究方向和技术趋势。
例如，将纳米材料用于磁性流体密封材料的制备，可以提高材料的稳定性和耐高温性能。
另外，利用微电子技术和智能控制技术，磁性流体密封系统还可实现实时监测和自动控制，提高了其在实际应用中的可靠性和安全性。
■磁性流体密封技术磁性流体密封技术是在磁性流体的基础上发展的，当磁性流体注入具有磁场的间隙中时，它可以充满整个间隙，成为一种液体“O型密封圈”。
磁性流体真空进给装置是一种把旋转运动传入真空容器的装置，其基本构成为一个永久磁场，两个磁极，一个磁性转动轴和磁性流体。
传动轴是一个多级结构，由磁极和转轴组成。
在每级环形间隙中，充满了磁性流体。
在理想状态下，所有磁性流体密封在每一级极间与磁极之间，形成一系列的“磁性流体密封圈”。
每级“磁性流体密封圈”能随的压差0.15-0.2个大气压，整个区域的随能力为密封圈子总的承压能力，为适应真空环境，磁性流体密封圈标准设计压力大于两个大气压，所以说是绝对安全的。
Magnetic fluid Sealing TechniqueSealing techniques of magnetic fluid take advantage ofresponse of Magnetic fluids. When a Magnetic fluid is placed intoa gap between the surfaces of rotating and stationary elementsin the presence of magnetic fluid, it assumes the shape ofa"Liquid O-ring" to comple电话y fill the gap.The magnetic fluid vacuum rotary feed through is a device thattransmits rotary motion into a vacuum chamber. The basiccomponents are permanent magnet, two pole pieces, a magneticallypermeable shaft and Magnetic fluid. The shaft (of pole pieces)contains a multistage structure, completed bye the pole pieces and the shaft, concentrating magnetic flux in the radial gap under each stage. In the ideal situation, all flux lines are confined under each stage, and none are in interstate region. The magnetic fluid is trapped andheld in each-stage, forming a series of " Liquid Oring" with intervening regions that are filled with air. Each stage can typically sustain a pressure differential of 0.15-0.2 atmospheres. All stages act in series to provide a total pressure capability for the seal. For vacuum applications Magnetic fluid seals are normally designed to sustain a pressure differential of greater than two atmospheres, thus allowing a safety margin.■特性密封圈特性：磁性流体包围整个转轴，成为一隔绝空气，水气，烟雾等元素的密封圈，几乎无泄漏的特性，密封圈的泄漏微弱到已无法测量，甚至使用质谱仪也无法测量（1*10-11Torr/e/sec）Hermetic sealing: The Magnetic fluid surrounding the shaft provides a hermetic seal against gas, vapor, mist and other contaminants.长寿命特性："液体O型密封圈"由一个稳定的磁性流体构成，其装置可长期使用10年无需维修。
1.刷式密封最初研制的刷式密封用于军用飞机的发动机。
刷式密封由牢固地固定在一个后板和侧板之间的浓密排列的金属丝鬓毛组成。
鬓毛径向向内伸展，将其末端加工以适合转子表面，为了适应转子的径向运动，鬓毛沿轴旋转方向布置成450倾角。
当发动机变热时，鬓毛与转子表面轻微软接触，其弹性能使其追踪转子的径向偏移。
在下游侧，后板限制鬓毛因压力导致的挠曲，通常在冷发动机上，鬓毛的尖端恰好离开转子，且其间隙恰好在运行中通过热膨胀和/或压力闭合。
转子与后板之间的间隙时确定刷式密封压力能力的一个关键参数，此间隙必须保持最小，但又大到足以在任何运行条件下避免接触转子。
实验表明一个精心设计的刷式密封的气体泄漏率不大于更大的传统迷宫密封泄漏率的20%。
实验室试验和飞行经验表明径向偏移在0.5mm以下的刷式密封能在0.3MPa压力、100m/s转子线速度和5000C气体温度下工作。
一般的地，最小间隙30μm的浮动衬套密封的气体泄漏量预计最多为精心设计的刷式密封泄漏率的一半，或者低于迷宫密封的泄露量的15%。
从原则上看，浮动衬套又向低泄漏气体密封迈进了一步，但由于在控制窄间隙密封方面的困难，特别是在发动机转速和温度处于瞬变情况下，这一潜力还难以实现。
看来将来在军用和商用飞机气轮发动机中，传统的迷宫密封将逐渐被刷式密封代替。
2、气膜密封是一个薄的稳定气膜将密封端面分开，然而，气体黏度低需要更强大的流体动压机构来产生使端面脱离实际接触所需的压力，并提供抵抗瞬间载荷变化的必需的刚度。
把膜控制气体密封应用于现在飞机气轮机上，将提高发动机的总功率，因为在发动机的许多部位都需要把高度压缩的气体的泄漏率减到最小，此外，极热的空气过量流入轴承腔会招致着火的危险。
在现代喷气发动机内，在某些密封部位的条件是特别严峻的：空气压力可高达3.5MPa，温度为6500C，滑动速度范围可达250m/s。
在未来的开发品中设想甚至更高速度和温度，也许500 m/s和750~8000C。
