刘志斌
- 作品数：9 被引量：70H指数：5
- 供职机构：江苏大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程项目中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学更多>>
- 基于流固耦合上游泵送机械密封的变形分析被引量：16
- 2014年
- 采用Pro/E软件建立了密封动环三维几何模型,由Fluent软件模拟获得的液膜压力作为动环端面的边界条件之一导入Ansys Workbench进行单向流固耦合计算,在不同工况下对C石墨,SiC,WC和结构钢(Steel)4种材料进行了有限元对比分析.结果表明:最大变形发生在动环端面螺旋槽顶端,而最大应力发生在动环背面的密封台阶处;最大变形和最大应力几乎不受转速的影响,而受介质压力的影响比较明显,且随着介质压力的增大呈线性增加;4种材料中,C石墨的最大变形和最大应力都很大,不适合作动环材料,从密封环变形量角度考虑,而在满足其他要求的情况下,推荐优先选用SiC.
- 陈汇龙刘玉辉赵斌娟刘彤王强刘志斌
- 关键词：机械密封上游泵送
- 隔舌间隙对双流道泵瞬态流动特性的影响被引量：1
- 2014年
- 为了研究隔舌间隙对双流道泵压力脉动特性的影响,采用大涡模型及网格滑移技术,结合全隐式多网格耦合算法,应用ANSYS-CFX对比转速为110的双流道泵进行3种隔舌间隙数下的全流道三维不可压缩湍流非定常数值模拟。在外特性模拟结果与实验结果对比验证的基础上,结合双流道泵自身特性,从泵的无阻塞性和内部流动的角度,探寻隔舌间隙数对双流道泵内压力分布、隔舌区附近的速度场及关键点压力脉动特性的影响规律。研究结果表明:随着隔舌间隙数的增大,压水室的高压区范围明显变大,泵内部静压分布规律性更好,隔舌间隙数越大,隔舌区附近的平均速度越小,流体在隔舌区域附近的流动更加平稳;不同隔舌间隙数的压力脉动的主频均为叶频,隔舌及蜗壳区压力脉动峰值处频率均为48.20Hz,同时随着隔舌间隙数的增大,压力脉动剧烈程度明显降低,这也是泵的水力效率有所提高的重要原因之一。适当增大隔舌间隙数有利于改善双流道泵水力性能及压力脉动特性。
- 赵斌娟侯多华陈汇龙王瑜刘志斌
- 关键词：大涡模拟压力脉动
- 边界滑移对螺旋槽上游泵送机械密封性能的影响被引量：1
- 2015年
- 为了研究边界滑移对上游泵送机械密封性能的影响,建立液膜三维几何模型和计算模型,基于Navier线性滑移模型对液膜壁面边界条件进行修正,采用商用软件Fluent的SIMPLEC算法及层流模型求解三维Navier-Stokes方程,并分析相对滑移量对液膜静压分布、开启力、摩擦扭矩、泄漏量的影响规律.结果表明:相对于边界滑移发生的位置,滑移速度的大小对密封性能的影响更大;当相对滑移量较小时,存在边界滑移与无滑移的模拟结果无明显区别,能很好地解释宏观无滑移边界假设的应用,当相对滑移量较大时液膜动压效应随滑移的增加而减弱,开启力、摩擦扭矩、泄漏量都随边界滑移的增加而减小;相对于开启力的降低,边界滑移的减阻和降低泄漏的效果更为明显;当开启力较小,应避免边界滑移发生;当开启力足够大时,加工成超疏水表面形成边界滑移,可极大地减少摩擦扭矩,降低能耗.
- 陈汇龙徐成胡吉刘志斌赵斌娟李述林
- 关键词：上游泵送机械密封边界滑移开启力摩擦扭矩
- 表面粗糙度对多孔端面机械密封膜压的影响被引量：6
- 2014年
- 为了研究表面粗糙度对多孔端面机械密封膜压的影响,建立含粗糙元的矩形截面轮廓激光加工多孔端面机械密封微间隙液膜多尺度的三维几何模型和计算模型,采用有限体积法求解三维N-S方程,分析相对表面粗糙度、粗糙元密度、不同分布位置对膜压分布的影响规律。研究表明:表面粗糙元和微凹腔都能产生动压效应;分布在动环端面的粗糙元对静环膜压的影响较大,分布在静环端面的粗糙元对动压效应的影响相对较小;随着粗糙元密度的减小,动环上粗糙元的动压效应增强,影响区域将由动环表面沿膜厚方向扩大到静环表面;较小或较大的相对表面粗糙度对静环膜压的影响相对较小,而中等的相对表面粗糙度,兼具较强的动压效应效果和较大的影响范围,对静环膜压的影响相对较大,它使得微凹腔在静环上形成的低压区减弱甚至消失。
- 陈汇龙刘志斌赵斌娟左木子吴强波徐成
- 关键词：机械密封表面粗糙度多尺度动压效应
- 基于动网格的上游泵送机械密封性能参数分析被引量：10
- 2012年
- 为了准确获得上游泵送机械密封的液膜厚度,采用Pro/E软件建立螺旋槽上游泵送机械密封的三维参数化模型,应用Fluent软件的动网格技术,同时考虑空化的影响,对机械密封微间隙内流场进行了数值模拟.将得到的液膜厚度与有关文献的测试结果进行对比分析.在同时考虑空化模型和动网格技术的基础上,计算分析了工况参数对液膜刚度和泄漏量的影响.结果表明,应用动网格计算的液膜厚度与测试结果所获得的结果基本一致,最大相对误差为19.6%,最小相对误差为0,平均相对误差为8%,从而验证了动网格技术在机械密封内流场模拟中的可行性;机械密封内流场计算应当考虑空化问题,才能得到比较真实的内流场特性;液膜厚度、泄漏量和液膜刚度随着转速、介质压力的增大而增大,端面螺旋槽在产生泵送效应的同时也产生动压效应.
- 陈汇龙刘玉辉刘彤王强刘志斌张珈彬
- 关键词：机械密封上游泵送液膜厚度动网格空化
- 三维平行微间隙流场数值模拟被引量：2
- 2013年
- 为了研究上游泵送机械密封微间隙流体动压效应,将螺旋槽端面微间隙简化为三维直槽端面平行微间隙以排除泵送效应的影响.据此,建立了平底槽、渐扩台阶槽和渐缩台阶槽的平行微间隙液膜几何模型和计算模型,分别在槽板移动和平板移动的情况下针对不同移动速度和不同槽深进行流场数值模拟和开启力计算研究.研究表明:在文中研究参数范围内,无论是平底槽还是台阶槽,液膜收敛区出现高压,液膜发散区出现低压;液膜空化前,无论是槽板移动还是平板移动,平底槽微间隙开启力大小与平移速度、槽深、板间隙大小无关;液膜空化后,平底槽和台阶槽液膜开启力均随平移速度的增大或板间隙的减小而明显增大,但在同等条件下,槽板平移产生的开启力大于平板平移,且槽板平移时加大槽深能增大开启力,渐扩台阶槽平行微间隙能产生更大的开启力.
- 陈汇龙王强刘玉辉刘彤刘志斌
- 关键词：上游泵送机械密封开启力空化动压效应
- 叶轮流道结构对双流道泵性能的影响被引量：10
- 2013年
- 从叶轮流道结构变化的角度研究双流道泵的内部流场及其流动特性.采用标准k-ε湍流模型和全隐式多网格耦合算法,对双流道泵叶轮的3种流道结构,即上圆弧式(方案a)、直线式(方案b)、下圆弧式(方案c)进行全流道三维不可压缩湍流流场的数值模拟,并比较其在相同工况下的水力性能,探寻最优的双流道泵叶轮流道结构.结果表明:不同叶轮流道结构的双流道泵,在设计工况下的内部压力和速度场分布呈现出规律性和差异性;方案a和方案c的有效流道体积均增大,方案a无阻塞性能最好;方案a的水力效率最低,但在流道出口处具有更加明显的压力降;方案c具有最高的水力效率,扬程最低;综合分析,方案b具有最高扬程14.46 m和较高水力效率78.24%,较另外2种方案,方案b的综合性能指标最优,认定其为最优双流道泵叶轮流道结构.
- 赵斌娟侯多华陈汇龙刘志斌
- 关键词：数值模拟水力性能
- 基于空化的机械密封槽腔耦合方式研究被引量：5
- 2015年
- 为了研究机械密封端面槽腔耦合造型对性能的影响,以获得最佳槽腔耦合方式,建立了4个不同槽腔耦合方案和1个无开腔上游泵送密封方案的物理模型和计算模型,利用Fluent空化模型进行内流场计算和分析,并进行试验验证.研究表明:不是任意的槽腔耦合方式都能增强密封环的开启性和稳定性,对于所研究的密封结构和尺寸,相比于未加工微凹腔的上游泵送机械密封环,只有将微凹腔开设在动环坝区时才能够增强密封环的开启性和稳定性,且具有较低的摩擦力;转速越高,合理的槽腔耦合机械密封增强开启性和稳定性的优势越明显.
- 陈汇龙刘志斌刘彤赵斌娟李述林
- 关键词：机械密封空化稳定性
- 基于ANSYS接触式机械密封热力耦合的研究被引量：21
- 2012年
- 密封环的热力特性是影响接触式机械密封性能的关键问题。利用ANSYS软件,分别采用隔离法和整体法对接触式机械密封环温度场进行模拟,并与有关文献的实验结果进行比较、选择更准确的整体耦合法为模拟结果。在整体耦合求温度场的基础上,进行密封环热力耦合的计算和分析。研究表明:密封环变形随其材料的热膨胀系数的增大和导热系数的减小而增大,密封环最高温度和最大变形出现在静环内径处。
- 陈汇龙刘彤林清龙刘玉辉吴荣珍刘志斌
- 关键词：机械密封温度场ANSYS数值模拟热力耦合
