48学时 流体密封技术作业-1

流体密封技术作业

一．问答题

1．气体分之流与粘性流动根据什么来判别？

2．简述雷诺数与流动状态的关系。

3．分别分析液体在圆管中、平行圆板中，圆环形间隙中流速特性和压力分布特性。

4．法兰垫片密封的原理是什么？影响因素有哪些？

5．法兰垫片密封面型式有哪些？各有什么特点？

6．垫片按其材料分几类？各类有什么特点和大致适宜什么范围？

7．GB150中垫片设计参数是有哪些？它们各自的物理意义是什么？

8．法兰型式有哪些？各有什么特点？

9．垫片的重要性能是哪些？

10．垫片选择的一般原则是什么？

11．垫片的蠕变松弛是什么？由什么引起？

12．垫片尺寸选择的原则是什么？

13．高压设备法兰中密封有什么特点？

14．半自紧密封的结构特点是什么？

15．自紧密封的结构特点是什么？

16．填料密封的应力分布有什么特点？有什么方法来改善填料密封？

17．与填料密封相比，机械密封在结构上和密封机理上有什么区别？

18．什么叫端面液膜压力系数 ？端面比压？载荷系数？

19．机械密封摩擦副组对几项原则？

20．如何判断密封失效？

21．流体动压型机械密封有那些形式？其密封机理是什么？

22．机械密封摩擦副常见磨损形式有哪几种？

23．阻止或控制流体泄漏的方法有哪几种？列举4种。

24．构成机械密封的5个基本要素是什么？

25．简述液压往复运动O型橡胶圈的密封原理。

26．油封的工作原理及结构组成。

27. 冲洗－隔离介质、冷却、改善润滑目的是如何达到的?

28. 高温、高压工况下机械密封的问题与措施？

29．不同高速工况、腐蚀介质工况、颗粒介质工况下机械密封结构设计和材料选择。

30．迷宫密封工作原理和设计选型要点。

31．干气密封设计和工作原理，液膜密封和离心密封的特点和工作原理。

32．干气密封与液膜密封的区别？

33．螺旋密封、停车密封的工作原理。

34．磁力密封和磁流体密封、全封闭密封类型特点及使用范围和工作原理。

35．浮环密封与固定环密封密封（间隙密封）的类型特点及使用范围，工作原理。

二．计算题

1．套管与圆管的流动阻力比较

圆管内半径和套管外管内半径均为R，两管内流动的流体相同，流量均为Q。设套管的内管是一根半径为0.01R的钢丝（相当于直径100mm的管子中心有一根1mm的钢丝），试比较两者的压力降。

2．有一长度为8.23m的圆环形截面水平管，内管外半径为0.0126m，外管内半径为0.028m。现

有质量浓度为60%的蔗糖水溶液在293K 的温度下用泵输送通过该环隙。该温度下溶液的密度为1286 kg/m3，粘度为0.0565 P a·s 。测得管子两端压降为 ∆p=3.716⨯104 Pa ，，试问体积流量Q 为多少？

3．介质压力为1Mpa ，温度为50℃，尺寸为 0

1.01

.004

.5170

+-Φ⨯Φ (内径×O 型圈截面直径),请计算

橡胶O 型圈装入密封腔（如下图1）后的压缩量，判断能否达到密封目的。

软水进

图1

4．已知硫酸泵，转速n=3000r/min ，温度为100℃，介质压力为3MPa ，密封结构如图2所示，为双端

面密封结构，采用镍基硬质合金（W7）—浸酚醛树脂石墨组对。封液采用软水，液膜反压系数 =0.5，封液压力为3.2MPa ，弹簧比压PS=0.174 MPa ,尺寸如图2所示，请计算介质侧和大气侧的端面比压分别为多少？端面比压是否合理。已知材料许用[PcV]值为14.7 MPa m/s ，请校核PcV 值。

软水进

图2

三．材料选择

a)摩擦副选材：介质为碱液（NaOH+Na2CO3）。T=40℃，P=0.3—0.4MPa，N=1450r/min，进行摩

擦副选材及端面组对，弹簧材料选择。

b)介质为海水（包含5%无机盐，0.77%氯化钠，1%颗粒）。T=30℃，P=1.7MPa,N=2900r/min，

进行摩擦副选材及端面组对、结构件、弹簧材料选择和辅助密封材料选择。

c)介质为涂料（包含悬浮杂质），T=20℃，P=0.7MPa,N=1450r/min，摩擦副组对材料：锡青铜—

浸酚醛树脂石墨。请问是否合理？如不合理，请进行摩擦副选材及端面组对。

四．结构分析

分析下列图3图4两种密封结构相同之处和不同之处，计算其载荷系数。

软水进

图3

图4

五．综合题

某厂一间歇操作的排盐泵为单级离心泵，转速1450rpm，轴密封部分的轴套直径为50mm，密封腔内孔尺寸70mm，密封腔长度50 mm。输送介质为盐浆（其中含35%～50%的结晶盐，12%的石膏等），温度120～140℃，实测密封腔压力0.3MPa，原用软填料密封—油浸天然纤维填料，

1) 试设计填料密封（填料设计和螺栓设计），并计算填料与轴套之间的摩擦功耗。如图5。

图5

软填料侧压系数K

2) 如果填料泄漏严重，欲改为机械密封，泵的密封腔可以进行改造，即镗大密封内腔，请选择适当的机械密封结构形式，摩擦副材料和配对，弹簧材料和密封构件的材料和辅助密封材料，以及密封辅助系统。生产工艺允许可以冲人少量淡盐水，淡盐水的压力可以控制在0.2～0。5MPa范围。请说明选择理由。

3) 假设其中一个密封环的内径为51 mm，外径为56 mm，厚度为10 mm，材料的耐热冲击系数Th·Sp=142(J/cm·s),已知密封的弹簧总力为140N，端面摩擦系数为0.15,试确定在边界摩擦工况条件下，该环不出现径向热裂的最高转速为多少rpm？