针对多相介质泵用机械密封运行特点,为避免介质含气量大范围波动而影响密封端面润滑膜的稳定性,开展高压双端面机械密封结构和端面槽型设计,通过变形校核证明结构设计合理。建立密封端面深槽流体润滑模型,采用数值计算方法进行求解,分析不同开槽面积比的圆弧型槽的端面泄漏量、开启力等主要密封性能随工况参数的变化规律。结果表明:高压状态下,密封端面开深槽能有效改善端面润滑状态;端面泄漏量和开启力随着开槽面积比的增大而变大,同时压力越大,端面泄漏量和开启力也越大,但转速对端面泄漏量和开启力的影响不大。对设计的密封进行台架性能试验验证,获得的密封端面泄漏量变化规律与数值计算结果趋势保持一致。

针对低压气态螺旋槽上游泵送机械密封,采用有限差分法建立密封端面润滑分析模型,研究单螺旋角、双螺旋角螺旋槽对密封性能的影响规律。分析结果表明,在低转速时,端面间的开启力、气膜刚度随着螺旋角的增大,不断下降,而泄漏量不断增大;在高转速时,端面间的开启力、气膜刚度随着螺旋角的增大先增大后降低,而泄漏量先减小后增大;双螺旋角螺旋槽在密封端面形成的最大开启力优于单螺旋角,且工作面螺旋角大于背面螺旋角时,更易获得较大的端面开启力。该文研究内容可为螺旋槽上游泵送机械密封结构优化提供更多方向。

轴端密封作为深冷泵核心部件,其可靠性直接决定了主机的工作性能。该文介绍了深冷泵轴封的工作参数及难点,分析了目前深冷泵用各类轴端密封型式及特点,并针对深冷泵用机械密封面临的难题提出了相应对策。

该文针对在缺失大量失效统计数据时获得机械密封失效概率非常困难的状况,采用专家经验法对机械密封发生失效的基本事件进行定性判断,并采用模糊集理论,对专家给出的机械密封失效基本事件的失效概率进行定量分析,综合判断机械密封失效的基本事件的发生概率,获得基于专家经验法分析机械密封基本事件失效发生的概率值,指导机械密封的故障诊断,获得机械密封可靠性评估的基础数据。同时该方法可为研究机械密封可靠性提供一种研究思路。

针对高温导热油旋转接头的工作特点及工况参数，提出了高温旋转接头的结构设计、材料选择、密封参数计算等方法，利用有限元软件对外管体、密封环、端盖的温度场及力热耦合变形进行分析与优化设计，并进行了试验验证。研究结果表明，所设计的旋转接头完全能够满足高温工况下的使用要求。

利用有限元分析软件ANSYS，采用整体法计算了端面弧形浅槽机械密封的温度场，并在温度场的基础上利用ANSYS生死单元技术分析了其力热耦合变形。研究表明，端面弧形浅槽机械密封较普通机械密封能有效降低密封端面温度及变形锥度值，使密封性能明显改善。

分析了制冷剂反应釜用机械密封失效原因,结合具体工况及经济成本,开发出一套深槽干式气体密封,并应用FLUENT、ANSYS等软件对其端面槽型等参数进行了优化,在应用中取得了较为满意的结果,为类似工况机械密封改造提供了一个可行的方案。

以端面开有直线深槽的镶嵌式密封结构为分析对象，建立了密封环与润滑液膜间的流固力耦合模型，采用有限差分和有限元法分别求解润滑方程和变形方程，研究了密封压力和转速对润滑液膜的影响规律，分析了操作参数对密封性能的影响。研究结果表明，由于直线深槽作用，密封端面形成了一定的波度和锥度，波度随着压力的升高而变大，但锥度增幅不是很明显，而对波度的变化影响较大。密封端面的波度和锥度随转速的变化不大。密封压力升高时，密封端面间的泄漏率增大，摩擦系数相应地减小；密封转速增大时，密封端面间的泄漏率变化不是很明显，而摩擦系数相应的增大。