磁流體旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外關(guān)于納米磁流體密封的理論研究比較多，并且取得了很大的進(jìn)展，但就其工業(yè)應(yīng)用而言，僅局限于很小范圍。在高壓、高轉(zhuǎn)速、高溫以及密封液體方面的應(yīng)用還沒(méi)有達(dá)到使用階段。在磁流體制備方面，許多學(xué)者研究了水基、煤油基磁流體的制備工藝，并且形成了比較完善的工藝體系。以二酯為基液的磁流體對(duì)液體介質(zhì)的密封效果較好，但是制備二酯基納米磁流體的研究報(bào)道較少。本文用醇一水共熱共沉淀法制備了二酯基Fe<,3>O<,4>納米磁性流體，用正交實(shí)驗(yàn)研究了其制備工藝

2、和影響因素，并對(duì)其物理性能進(jìn)行了測(cè)量，得到其飽和磁化強(qiáng)度為44.248×10<'3>A/m，常溫下的粘度為84.1mPa/s。 磁流體用于密封的研究主要集中在密封能力和密封結(jié)構(gòu)尺寸等靜力學(xué)方面，對(duì)于密封的動(dòng)力學(xué)研究不夠，很少有人研究磁流體運(yùn)動(dòng)特征、速度分布、結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)流動(dòng)狀態(tài)、溫度、總摩擦功耗的影響，粘性耗散引起的溫升和粘度的變化對(duì)磁流體和磁流體密封性能的影響。對(duì)于磁流體密封研究的局限性導(dǎo)致了其工業(yè)應(yīng)用僅僅局限于比較小的范圍內(nèi)。

3、本文以正交實(shí)驗(yàn)最佳工藝條件制備的磁流體物性參數(shù)為基礎(chǔ)，用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)密封間隙內(nèi)磁流體流動(dòng)狀態(tài)、溫度場(chǎng)的分布、粘性耗散對(duì)磁流體物性和密封性能的影響進(jìn)行仿真。并研究了轉(zhuǎn)速、軸徑、間隙的不同對(duì)磁流體密封的粘滯阻力矩和摩擦功耗的影響。 研究結(jié)果表明：粘性耗散是引起磁流體溫度升高、粘度降低的主要因素，對(duì)磁流體的影響不可忽略，而溫度的變化，直接影響到密封性能和壽命。當(dāng)不考慮磁場(chǎng)作用以及粘度變化，即假定磁流體粘度為常數(shù)時(shí)，粘滯阻力矩和摩擦

4、功耗都是隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大的，并且阻力矩與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，摩擦功耗與轉(zhuǎn)速成二次方關(guān)系。當(dāng)考慮磁場(chǎng)、溫度對(duì)粘度的影響時(shí)，粘滯阻力矩隨著轉(zhuǎn)速的增大而減小，摩擦功耗隨著轉(zhuǎn)速的增大呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。與不加磁場(chǎng)相比，磁場(chǎng)作用明顯增大了相同轉(zhuǎn)速下磁流體的粘滯損耗，以及磁流體的粘度和溫度。一般地，當(dāng)轉(zhuǎn)軸線速度達(dá)到7m/s時(shí)，溫度偏高，需要采取冷卻措施。此外，轉(zhuǎn)軸軸徑、密封間隙的不同對(duì)磁流體密封粘滯阻力矩、摩擦功耗、溫度均會(huì)造成影響，在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)該加