针对化工机械设计了一种传统密封装置,该装置属于非接触式机械密封装置,通过流体动压效应设立,装置同时采用密封环、椭圆形密封圈结构、端面开设动压槽三种结构,利用高压侧、低压侧、密封坝、螺旋槽、密封堰设计上游泵送机械传动密封装置端面结构,通过动压效应,在动环和静环之间生成一层流体膜这种流体膜,从而确保动环和静环端面在整个传动过程中都不会产生接触,分别计算出螺旋槽半径、端面槽数、螺旋槽半径、弹簧比压、平衡半径、摩擦功耗及摩擦系数。分析装置的局部详图,根据分析结果展示了该装置在化工机械上的安装方式。实验结果表明,设计的传动密封装置在应用于化工机械时,可以维持流体动态平衡状态,确保压力稳定,降低端面温升,对于确保机械的安全性、可靠性,提高机械的使用寿命有重要意义。

为研究超临界二氧化碳干气密封密封环的变形分布,揭示工况条件对密封环变形的影响规律,在考虑CO2真实气体效应的同时,建立考虑密封环对流换热的热-流-固耦合计算模型,借助CFD和CSM计算机仿真技术,研究超临界二氧化碳干气密封动、静环在多重载荷共同作用下的变形规律。研究结果表明:密封环轴向最大热-流-固变形出现在耦合面,热变形和力变形方向相反,其中热变形起主导作用;转速增大,密封环最大轴向热变形和力变形增大,动环最大轴向热-流-固耦合变形减小;介质压力增大,动环和静环最大轴向力变形分别增大66.25%和6.18%,最大轴向热变形和热-流-固耦合变形均减小;进口温度上升,动环和静环最大轴向热变形分别增大40.79%和34.90%,最大轴向力变形基本不发生改变。

干气密封流体膜与密封环间传热模型的合理选取对于准确求解密封温压分布和稳态性能至关重要。在CO2近临界工况下,对比研究了密封环等温模型、绝热模型和共轭热传递模型对超临界CO2干气密封端面温度、压力分布和开启力、泄漏率等稳态性能的影响,探讨了不同膜厚和转速条件下密封环等温模型和绝热模型的适用性,并基于共轭热传递模型研究了超临界CO2和空气介质干气密封的温压分布和稳态性能差异。结果表明:以共轭热传递模型计算结果为基准,密封环等温模型假设适用于小膜厚低速流动工况,不过开启力偏低而泄漏率偏高,绝热模型假设适用于大膜厚高速流动工况;相较于空气介质干气密封,超临界CO2干气密封在小膜厚下的温度分布和大膜厚下的压力分布基本接近,不过小膜厚下的温度更低,而在大膜厚下的压力更高。

针对某公司设计的可在线带压更换阀杆密封组件式全焊接球阀球体,利用SolidWorks建立三维模型,然后导入ANSYS软件,通过分析全焊接球阀球体在3种工况下的应力和变形。由实验数据可知,球体的最大变形产生在流道边缘,球体上转轴根部的最大应力约为368 MPa,大于球体材料的屈服强度,产生局部应力集中;而球体外壁和流道内壁的应力均小于材料的许用应力。球体的最大变形产生在流道边缘处;密封面处的变形较大;由于在最大压差下受介质的作用,进口端阀座和介质接触侧球体的变形较为明显。研究表明,通过适当增大球体转轴根部过渡圆角半径有利于改善局部应力集中状况,本研究可为全焊接球阀设计与制造提供参考依据。

针对5B70铝合金密封舱体加强筋的微观组织演变问题,基于元胞自动机理论,引入拓扑算法,建立晶粒形核、长大和再结晶模型,研究了单道次微铸锻工序中加强筋的微观组织演变过程,分析了应变量对动态再结晶与静态再结晶晶粒尺寸及体积分数的影响。结果表明:最佳微锻应变量为0.3;在微锻过程中由于塑性变形温度过低,动态再结晶体积分数最大仅为35%,在下一道次的微铸阶段,该组织发生完全静态再结晶,晶粒均匀细小,约为30μm。

向硅烷改性聚醚(MS)基础聚合物中添加增塑剂、反应稀释剂、触变剂、补强剂、硅烷偶联剂、除水剂、催化剂制得装配式建筑用单组分MS密封胶。研究了基础聚合物种类、增塑剂种类、稀释剂用量、硅烷偶联剂种类对MS密封胶性能,特别是弹性恢复率的影响。结果表明:采用瓦克体系基础聚合物制备的MS密封胶的拉伸强度、拉断伸长率、弹性恢复率和邵尔A硬度均高于采用钟渊体系基础聚合物制备的MS密封胶,但表干时间更长;采用聚醚多元醇作增塑剂制得的MS密封胶的拉伸强度、拉断伸长率和弹性恢复率,均高于采用邻苯二甲酸酯作增塑剂制得的MS密封胶。在相同用量下,采用低摩尔质量聚醚多元醇制得的MS密封胶的拉伸强度和弹性恢复率比采用高摩尔质量聚醚多元醇制得的MS密封胶更高;随着稀释剂用量的增加,MS密封胶的拉伸强度、邵尔A硬度和弹性恢复率均呈......

某余热回收器短期运行后发生泄漏的原因是其换热管与管板之间存在间隙,即换热管与管板的胀接过程未达到工程要求。理论分析液压胀接过程,采用ANSYS对该失效的胀焊接头进行非线性分析以模拟胀接过程,对不同胀接压力下胀焊接头的密封性能进行分析。对于有间隙腐蚀和介质腐蚀倾向、并在高温高压下工作的余热回收器胀接工艺具有一定的参考意义。

通过对搅拌机轴端装置的密封与磨损原理研究,提出了采用精细陶瓷材料以提高搅拌机轴端密封耐久性的新构想。在相同工况下对精细陶瓷与合金钢进行磨粒磨损试验,用压缩试验方法对精细陶瓷与合金钢结合面进行黏结强度测试。研究结果表明:精细陶瓷耐磨水平是合金钢材料4.5倍左右,复合材质间高强度黏结方式可确保连接的可靠性。采用精细陶瓷作为轴端密封件的方案具有可行性和可实施性,并能极大地提升搅拌机轴端密封寿命,为搅拌机轴端密封耐久性研究提供优化设计依据与参考。

商品化的橡胶制品常常由于尺寸小、异形等原因难以使用传统的力学性能作为寿命推算的性能指标,为了解决这一问题,文中首次提出将氧化诱导期(OIT)作为性能变化指标来推算三元乙丙橡胶O型密封圈的贮存寿命。分别在80℃,100℃,120℃,140℃和160℃对EPDM O型圈进行数小时至2年的热空气加速老化,测试老化前后样品的拉伸强度、断裂伸长率及氧化诱导时间。研究结果表明,随着老化时间的延长和老化温度的升高,OIT的变化趋势与拉伸强度和断裂伸长率一致;使用OIT作为性能变化指标计算出的EPDM O型圈的贮存寿命为28.6年,与以拉伸强度为性能变化指标时基本一致,充分证明了以OIT作为寿命推算指标的可行性,解决了微小或异形制品的寿命估算难的问题。

采用液相色谱-串联质谱技术建立了食品接触橡胶密封垫圈中7种抗氧化剂(抗氧化剂ZKF、抗氧化剂259、抗氧化剂1035、抗氧化剂425、抗氧化剂2246、抗氧化剂1520、抗氧化剂565)的同时检测方法。样品经甲醇微波提取,Acquity UPLC BEH C18(100 mm×2.1 mm,1.7μm)色谱柱分离,以乙腈-乙酸铵水溶液(5 mmol/L)为流动相进行梯度洗脱,在正、负离子模式下测定。结果显示,7种抗氧化剂在0.01~0.5 mg/L质量浓度范围内线性良好,相关系数(r2)均大于0.999。方法检出限(MLOD)为0.005~0.125 mg/kg,方法定量下限(MLOQ)为0.02~0.40 mg/kg,平均加标回收率为73.1%~120%,相对标准偏差(RSD,n=6)为0.70%~9.3%。该方法前处理简单,15 min内可同时完成7种抗氧化剂的检测,且检出限较低,可满足食品接触橡胶材料及制品中抗氧化剂的检测需要。