动压密封端面间液膜汽化相变微流动分析和密封性能研究的任务书.docx

动压密封端面间液膜汽化相变微流动分析和密封性能研究的任务书
一、研究背景和意义
动压密封是现代机械领域中普遍采用的一种密封方式。该方式一般采用高速旋转的密封轴和相对固定的密封端面之间的空气动压力，使得密封端面和轴之间形成气膜，从而达到密封效果。在实际应用中，动压密封广泛应用于高速旋转设备，如涡轮机、压气机、离心泵等，其密封性能对设备的稳定性、耐久性、能效等方面均产生着重要的影响。
然而，由于动压密封端面及液膜处在高速旋转条件下，易于产生液膜汽化性变现象，进而影响密封性能，导致设备表现出振动、噪声等问题，甚至出现泄漏事故。因此，对动压密封端面间液膜汽化相变微流动分析、密封性能研究，具有重要的理论意义和工程应用价值。
二、研究内容
本研究旨在深入分析动压密封端面间液膜汽化相变微流动机理，研究液膜气化现象对动压密封端面密封性能的影响，并开展相应的实验和数值模拟研究。具体任务如下：
1.分析液膜相变机理
通过复杂流动理论分析、实验表征等方法，深入研究动压密封端面间液膜汽化相变微流动机理，探究不同机理条件下气膜特性的变化规律，为后续实验和数值模拟研究提供理论指导。
2.测量气膜参数
使用高精度测量仪器对液膜中气体温度、密度、压力等关键参数进行实时在线测量和记录，掌握动压密封端面润滑气体的状态和变化规律，为后续实验和数值模拟提供数据支持。
3.设计实验方案
基于液膜相变机理分析和气膜参数测量结果，设计一套可靠的实验方案，通过建立液膜相变实验平台，采用高静压空气系统和高精度检测系统，对动压密封端面间液膜的汽化相变现象进行实验研究。
4.编制数值模型
应用计算流体力学方法，编制动压密封端面间液膜汽化相变微流动的数值模型，对气膜参数变化和相变现象进行计算模拟，定量分析液膜汽化现象对气膜厚度及密封性能的影响，并与实验结果相互验证。
5.研究密封性能
在掌握了液膜相变机理、气膜参数、实验和数值模拟研究结果的基础上，深入研究液膜气化现象对动压密封端面密封性能的影响。通过对比分析实验和数值模拟结果，探究不同条件下液膜气化现象对密封性能的影响规律。
6.优化设计方案
在深入分析液膜气化现象对密封性能影响的基础上，提出对动压密封端面间气膜结构参数进行优化设计的建议，为提高密封性能、降低设备振动、噪声等问题提供技术支持。
三、预期成果
1.深入分析动压密封端面间液膜汽化相变微流动机理，揭示液膜中气化现象的特点和规律。
2.测量液膜中气体温度、密度、压力等关键参数，建立液膜相变实验平台，采用实验和数值模拟相结合的方法研究液膜气化现象对密封性能的影响。
3.研究得出液膜气化现象对密封性能的影响规律，提出动压密封端面间气膜结构参数优化设计方案，为提高密封性能、降低设备振动、噪声等问题提供技术支持。
四、研究计划和进度安排
1.第1-3个月：文献调研，深入了解动压密封端面间液膜汽化相变微流动研究进展情况，并制定研究计划。
2.第4-6个月：分析液膜相变机理，建立数学模型，通过数值模拟探究不同机理条件下气膜特性的变化规律。
3.第7-9个月：测量液膜中气体温度、密度、压力等关键参数，建立液膜相变实验平台，并开展实验研究。
4.第10-12个月：分析实验和数值模拟结果，研究液膜气化现象对动压密封端面密封性能的影响规律，并提出优化设计方案。
五、参考文献
[1]姜进花,等.不同液膜厚度下动压式机械密封摩擦化学行为[J].润滑与密封,2015,40(6):35-38.
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