磁性流体密封及基发展现状

磁性流体密封是近几年发展起来的一项新技术，其在美国和日本等发达国家的发展很快，已经进入实用阶段。我国在这方面也有了一定的基础，并且越来越为有关的工程技术人员所关注，为了加速这项技术在国内的发展，从阐述磁性流体的产生，组成，性质和应用开始，着重转帐性流体密封的原理与应用和磁性流体密封的理论与计算方法，以及影响磁性流体密封性能的因等几个方面，对磁性流体密封及及在国内外的发展现状作了综合介绍与评述，并且     

磁性流体高压密封能力的计算与试验研究

本文根据磁性流体密封理论对磁性流体高压密封进行了密封能力的计算和试验研究,提出了单级与多级密封能力的计算方法,并且通过磁场的数值计算对密封能力进行了定量分析。所设计的多极-多级密封装置的密封压差可达1.4MPa。文章最后还对计算值与试验值之差异作了分析与探讨。     

磁性流体密封压差的数值计算

分析并简化了含磁性流体的磁场模型,以密封理论为基础,采用有限元法计算出磁性流体密封的磁场和等压线分布,进而计算出密封压差,分析了密封压差与磁性流体量的关系,给出了多级密封压差的计算方法,同时分析了转速对密封能力的影响。结果发现,数值计算结果与实验结果相一致。     

磁性流体密封的优化设计

通过数值计算及实验对磁性流体密封的结构与参数进行了优化设计,给出了磁钢材料及尺寸的设计原则,研究了单级密封的密封压差与磁极斜角、极尖宽度和密封间隙的关系。分析了多级密封的级数、齿宽、槽宽及齿高对磁性流体多级密封的影响,给出了最优取值范围。     

滚动轴承的磁性流体润滑和密封研究

选择蒸发极低、粘度适中、润滑性能优良的磁性流体代替润滑脂用于滚动轴承润滑,利用磁性流体转动密封的零泄漏和极低磨损微粒排放,以径向磁体和磁性流体的组合转动密封代替滚动轴承的橡胶密封,实现了滚动轴承的磁性流体润滑和密封,并考察了滚动轴承的磁性流体润滑和密封性能.结果表明,所研制的滚动轴承的润滑剂散失和磨损微粒排放小,适用于高度洁净的特殊环境,应用前景广阔.     

磁性流体密封磁场的解耦计算

分析了磁性流体密封中的磁场与力场的耦合问题,采用边界逼近的迭代方法准确计算了磁场分布,进而求出了密封压差,分析了解耦计算与线性计算的差别.结果表明,随着磁性流体磁化强度的提高,解耦计算与线性计算的差别增大.     

氮化铁磁性流体密封研究

利用磁性流体被磁场吸附的原理，探讨了氮化铁磁性流体密封装置的设计原理和动作过程，分析并通过试验验证了磁性流体密封承压能力，进而成功地研制了氮化铁磁性流体密封安全阀，基于磁性流体密封安全阀开启压力稳定性、可控性和密封性能测试结果，所研制的样机已正常运行10000h。     

磁流体技术的工业应用

介绍磁性流体的结构模型和分类方法,综述了磁流体密封技术、磁流体润滑、磁流体研磨、磁流体传热、磁流体传感器技术、磁流体分离技术、磁流体印刷技术的原理和应用,介绍了磁流体阻尼器、磁流体微泵、磁流体膜和医学等方面的应用,提出了磁流体及其应用技术研究的展望．     

密封间隙内纳米磁性流体与被密封液体相对运动速度分析

在磁性流体动密封液体中,不相溶的两液体相对运动速度是影响其界面稳定性的主要因素。应用流体运动理论,结合MATLAB仿真,确定了两液体沿旋转轴径向速度分布规律和相对运动速度差的大小。研究结果表明:影响该相对运动速度的因素主要是磁性流体的屈服应力、粘性系数、非牛顿影响系数、旋转轴转速和径向半径,其中非牛顿影响系数和转速最明显,而轴径影响很小;磁性流体与被密封液体相对运动速度差沿轴径呈抛物线分布,说明应用于密封液体的磁性流体具有相应的表观粘度,就能达到与被密封液体的相对运动速度差在界面稳定的阈值范围内。这对深入研究磁性流体与被密封液体的界面稳定性判据及外加磁场的设计具有重要的指导意义。     

自泵送流体动静压型机械密封自清洁性分析

流体楔入式非接触机械密封在流体动压的形成过程中,为防止流体中固体颗粒对密封端面的损伤,需增设辅助系统以提供洁净的阻塞流体,这增加了密封初期建设和维护周期成本. 针对一种新型的泵出式自泵送流体动压型机械密封,应用Fluent中Laminar模型和DPM模型仿真研究了其在不同颗粒直径、转速、压差、液膜厚度和颗粒体积浓度下的自清洁特性. 结果表明:排屑率整体上随着颗粒体积浓度增大而减小;当颗粒体积浓度足够低时,排屑率均会达到60%以上;随着颗粒直径增大,排屑率先增大后减小,在直径0.7 μm时排屑最高达79.35%.;随着转速增大,排屑率先下降后显著上升,在计算的0~6 000 r/min范围内排屑率达到94%;排屑率受液膜厚度和压差影响较小.      

磁流体密封自修复的试验研究

通过磁流体密封试验观察了磁流体密封破裂后的自修复过程。研究了导致磁流体密封破裂的加压速率、破裂次数、密封磁场梯度、磁极的密封齿级数和磁极级数等因素对磁流体密封自修复后承压能力的影响规律。结果表明：加压速度越大，破裂次数越多，磁场梯度越小，则自修复程度越低；齿级数过多会降低磁流体密封的自修复能力，而采用多磁极少齿级密封结构可使磁流体损耗后得到较好的补充。从而提高磁流体密封的自修复能力。     

汽液两相流机械密封的研究进展

液体润滑端面机械密封是流程工业用机泵轴端密封的主要形式，且大量应用于航空航天、海洋工程装备和高端制造装备中，实际运行过程中其端面间液体膜常常发生相变，由此产生端面变形、干磨和密封失稳等现象，甚至完全失效，严重影响了有关设备或整个装置的安全可靠与稳定运行，因此开展汽液两相流端面机械密封研究具有重要意义. 本文中综述了近50年来汽液两相端面机械密封的研究现状，归纳出了机械密封的典型热源及其热传播途径，阐述了机械密封的相变原理，总结了端面流体膜参数的测量技术与方法；在试验研究方面，提出机械密封的端面液膜汽化主要与操作工况、几何尺寸和表面形貌或表面织构有关，其中端面液体入口和出口工况、平衡比和端面变形程度等受到关注，但缺少关于端面形貌或织构的深度研究，也缺少端面摩擦副合理配对的系统研究；在理论研究方面，提出了机械密封相变稳定性判据，以及间断沸腾模型、连续沸腾模型和薄膜均相沸腾模型等3种理论模型，比较了3种模型的优缺点并指出其适用范围. 指出建立合理的相变理论模型，实现相变密封的稳定运行，突破相变密封监控关键技术，构建智能型液体润滑机械密封是未来两相流机械密封的研究重点.      

PEEK旋转密封环密封性能仿真和试验研究

为研究低刚度胀圈型旋转密封环的接触状态和密封性能,以聚醚醚酮(PEEK)材料的无槽环和V形槽环两种密封环为研究对象,基于COMSOL有限元软件建立了旋转密封流固耦合模型,对密封状态进行了模拟分析,并在试验台上测试了密封环的摩擦转矩和漏率. 仿真结果表明:在载荷作用下,密封环的变形显著影响密封面接触压力和流体压力分布. 试验结果表明:由于槽区流体的静压承载作用,V形槽环的摩擦转矩比无槽环小40%左右,但由于端面开槽减小了局部径向密封宽度,V形槽环漏率比无槽环大10%左右. 另外,两种环的摩擦转矩随转速增加均没有下降趋势,说明在试验条件下密封面动压减摩效果不显著. 研究结果有助于进一步认识胀圈型旋转密封环的密封机理,指导新型密封环的设计.      

核主泵用双锥度端面流体静压机械密封热弹流效应研究

针对核主泵用双锥度端面流体静压型机械密封热弹流效应研究在高压和高速条件下,其密封性能易受端面热弹变形影响的特点,提出了收敛型双锥面流体静压型机械密封,并建立了热-流-固耦合数学模型;通过采用有限差分法求解端面温度和端面流体膜压的控制方程组,采用有限元法求解密封环的热、弹变形,对密封进行了流、固、热耦合分析,研究了热弹变形对密封性能的影响,并对单锥面和双锥面2种流体静压型机械密封的密封性能、温度分布进行了对比研究.结果表明:双锥面密封与单锥面密封相比,不仅稳定性更好,而且端面温度分布更均匀,可靠性更高,但是泄漏率略有上升;在泄漏入口处即高压侧,外锥面锥度的大小对开启力影响较大,而在泄漏出口处即低压侧,内锥面锥度的大小对泄漏率影响较大;内锥面宽度比取0.05左右时能获得较大的刚漏比.