金屬磁流體密封的數(shù)值分析和試驗(yàn)研究.pdf

1、磁流體密封是一種可靠性高、功耗低、零泄漏的高性能旋轉(zhuǎn)密封。針對(duì)現(xiàn)有磁流體密封不適用于多種液態(tài)介質(zhì)和較高溫度條件的問(wèn)題，提出了適用于多種密封介質(zhì)，發(fā)熱量較小，能夠適應(yīng)較高線速度條件的金屬磁流體密封。論文從磁流體制備、密封能力、傳熱性能三個(gè)方面對(duì)金屬磁流體密封展開(kāi)了深入研究。
　　改變磁性流體的載液和磁性顆粒，制備出液態(tài)金屬磁性流體，測(cè)試了穩(wěn)定性、蒸發(fā)特性、介質(zhì)相容性、磁化特性，以及金屬磁流體粘度隨溫度的變化規(guī)律。改進(jìn)現(xiàn)有磁流體密封結(jié)

2、構(gòu)，改善安裝性能，提出了端面金屬磁流體密封新結(jié)構(gòu)。
　　采用ANSYS軟件分析金屬磁流體密封的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，得到密封能力。研究了齒高、齒寬、密封間隙、動(dòng)環(huán)厚度以及冷卻水槽尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)和轉(zhuǎn)速對(duì)密封能力的影響。研究表明密封能力隨齒高、齒寬和動(dòng)環(huán)厚度的增大先增后減，而隨密封間隙的增加而加速減小。通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法得到齒高、齒寬、密封間隙和動(dòng)環(huán)厚度的多參數(shù)綜合優(yōu)化結(jié)果，為密封設(shè)計(jì)建立了基礎(chǔ)。
　　采用FLUENT軟件，

3、建立金屬磁流體密封的傳熱分析模型，得到密封的溫度場(chǎng)分布和磁流體發(fā)熱規(guī)律。分析了金屬磁流體密封的轉(zhuǎn)速、齒高、齒寬和密封間隙對(duì)傳熱性能的影響，得到金屬磁流體和永磁體的溫度及功耗的變化規(guī)律。功耗和溫度隨轉(zhuǎn)速和齒寬的增大而增加，隨密封間隙增大而減小，隨齒高變化并不明顯。
　　研制了金屬磁流體密封裝置，建立密封試驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)密封能力和傳熱性能試驗(yàn)，驗(yàn)證了密封裝置在實(shí)際工況中的可行性。同時(shí)，以磁脂作為金屬磁流體的對(duì)照，得到其在密封能力和傳熱性