高温热油泵机械密封的热特性数值分析.pdf

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1、2015年4月润滑与密封Apr．2015第40卷第4期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．04．005高温热油泵机械密封的热特性数值分析汪宗太张秋翔蔡纪宁黄炳臣李双喜(北京化工大学机电工程学院北京100029)摘要：针对高温热油泵机械密封的失效问题。研究其在不同工况和结构参数下的热特性。通过ANSYS建立由机械密封动环、静环和静环座组成的三维热一结构耦合模型，并使用MATLAB计算端面热流密度插值函数；采用UDF函数对插值函数进行加载，求出每一个单元的热流密度，进而分析高温热油泵机械

2、密封在不同转速、材料和相关结构参数下的传热特性和端面温升。分析结果表明：高温热油泵机械密封运转过程中，接触端面处温度最高；端面热量主要是通过动环传导出去，改变0形圈的支撑位置可以优化端面温升；随着端面宽度的增加及载荷系数的增大，端面温升均增大；机械密封在稳态运转的情况下，端面不会发生相变。关键词：高温热油泵；机械密封；端面温升；热特性中图分类号：TH136文献标志码：A文章编号：0254—0150(2015)4-020-6AnalysisonThermalCharacteristic0fH0toilPumpMechanicalSealWangZongtaiZhangQiuxia

3、ngCaiJiningHuangBingchenLiShuangxi(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Thethermalcharacteristicsofthemechanicalsealofhotoilpumpunderdifferentoperatingconditionsandstructureparameterswerestudiedinordertopreventmechanic

4、alsealinvalidation．Thethree—dimensionalthermal—forcecouplingmodelconsistedoftherotaryring，stationaryringandstationaryseatofthemechanicalsealwasestablishedbyU—singthefiniteelementsoftwareANSYS，andtheinterpolatingfunctionofheatfluxwascalculatedbyusingMATLAB．ThroughloadingoneveryelementbyUDF，th

5、eheatfluxoneverynodewascalculated，andthethermalcharacteristicsandinterfacetemperatureriseofmechanicalsealwereanalyzedunderdifferentrotaryspeeds，materialsandrelatedstructuralparameters．Theanalysisresuhsshowthatthetemperatureintheinterfaceofthemechanicalsealishighestintheprocessofoperation．The

6、interfaceheatismainlyconductedbytherotaryring，andchangingthe0-ringbearingpositioncanopti—mizethetemperatureriseofmechanicalsea1．Alongtheincreasingoftheinterfacewidthandtheloadfactor，theinterfacetemperatureriseisallincreased．Theinterfaceofmechanicalsealhasnophrasechangeunderstablerunningstate

7、．Keywords：hotoilpump；mechanicalseal；interfacetemperaturerise；thermalcharaeteristic高温热油泵广泛用于石油石化企业，一般作为工度过高引起密封端面的变形、倾斜，使动静环之间的艺过程的原料泵．直接影响着整个生产装置的生磨损加剧．密封性能下降，甚至导致泄漏。产¨1]。而近年来，高温热油泵机械密封的失效已经成二是密封辅助系统的失效]：当冲洗液流量不足为人们广泛关注和重点研究的问题。’高温热油泵机械或者冷却中断的情况下，密