端面機(jī)械密封裝置的熱傳遞畢業(yè)論文外文翻譯

1、- 1 -中文 中文 9638 字出處： 出處：International Journal of Thermal Sciences, 2009, 48(4): 781-794英文文獻(xiàn)翻譯 英文文獻(xiàn)翻譯國際熱科學(xué)雜志 48（2009）781-794端面機(jī)械密封裝置的熱傳遞No.lBrunetière，BenoîtModolo摘要 摘要本文運(yùn)用 CFD，對一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)的的受內(nèi)壓端面密封裝置的熱傳導(dǎo)進(jìn)行了數(shù)值分析。這種構(gòu)造

2、類似于存在于靜止的和旋轉(zhuǎn)的圓盤及旋轉(zhuǎn)的側(cè)壁之間的層流。通過一系列的仿真，作者提出一個(gè)整體努塞爾系數(shù)，用于描述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)和靜盤數(shù)的相關(guān)性。努塞爾數(shù)是流體的雷諾功能數(shù)和普朗特?cái)?shù)，以及流體與材料導(dǎo)熱系數(shù)比例三者的函數(shù)。最后的結(jié)論認(rèn)為在熱源位于轉(zhuǎn)子和定子的接觸處，并取決于固體溫度分布。該冷卻油流似乎不影響塞爾系數(shù)。數(shù)值計(jì)算結(jié)果通過與采用紅外線照相機(jī)對實(shí)驗(yàn)密封裝置測試的結(jié)果比較，得到驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：對流換熱;紅外熱像，轉(zhuǎn)子-定子;端面機(jī)械密封;CFD

3、（計(jì)算流體動力學(xué)）1.引言 引言 端面機(jī)械密封用于密封旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的受壓流體，如泵，壓縮機(jī)和攪拌機(jī)，由于存在壓力，溫度和速度，因而不能使用彈性體密封。這些密封裝置通常是由安裝在軸上的旋轉(zhuǎn)部分和固定在箱體上的靜止部分組成。這兩個(gè)部分是由彈簧行動和受壓液保持接觸（圖 1） 。取得了良好的經(jīng)營條件時(shí)，當(dāng)密封面被潤滑油膜（很薄，微米級）部分的分開時(shí)可達(dá)到良好的工作狀況，此時(shí)避免了圖 1.端面機(jī)械密封模型英文文獻(xiàn)翻譯Lebeck，在他的書中，對端面

4、機(jī)械密封熱傳遞進(jìn)行了全面的描述，如圖 1。因?yàn)槊芊馓幵趶?fù)雜的環(huán)境，所以傳熱機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜。由于這種對環(huán)境的特點(diǎn)，傳熱路徑是多重的，導(dǎo)致熱流量計(jì)算的復(fù)雜。然而，在密封裝置里產(chǎn)生熱量的重要組成部分一般是通過對流傳輸接觸附近的密封流體。文獻(xiàn)[5]中巴克的簡化分析和文獻(xiàn)[6]中 Brunetiere 進(jìn)行的數(shù)值研究使這一假設(shè)得到了證實(shí)。這表明，對于一個(gè)典型的結(jié)構(gòu)，在密封面的兩側(cè)，熱影響區(qū)長度是接觸寬度的大約兩倍（例如接觸半徑） 。所以，密封環(huán)周圍

5、的對流，在密封的熱傳遞中是重要的部分。在 90 年代初，一些學(xué)者建議采用一個(gè)與端面機(jī)械密封盡可能相似的構(gòu)造，獲得經(jīng)驗(yàn)性努塞爾數(shù)。文獻(xiàn)[7]中 Nau 認(rèn)為，密封腔流是一個(gè)庫埃特泰勒流。他建議使用由 Tachibana et al[8]和 Gazley[9]得到的公式，該兩文獻(xiàn)研究由旋轉(zhuǎn)圓環(huán)的內(nèi)面和靜止圓環(huán)的外面組成環(huán)面中的熱傳遞。文獻(xiàn)[10]對此類流動的熱傳遞作了全面的概括。另一方面，Lebeck[1]建議用 Becker[11]中更有

6、用的相關(guān)數(shù)，此相關(guān)數(shù)由對水箱中小直徑的旋轉(zhuǎn)圓筒進(jìn)行試驗(yàn)得到。但與端面機(jī)械密封中的太雷諾數(shù)相比，Becker 公式的適用范圍很小[1]。此外，端面機(jī)械密封還包含一個(gè)靜環(huán)，前面的相關(guān)數(shù)顯得不太合適。1991 年，Doane 等[12]首次對機(jī)械端面密封的努塞爾數(shù)進(jìn)行測量。他們對密封裝置的固定部分研究，結(jié)果與 Reynolds 數(shù)相關(guān)。幾年后，飛利浦等在文獻(xiàn)[13]中，就一個(gè)密封裝置的靜環(huán)做了類似的實(shí)驗(yàn)。測量的努塞爾數(shù)接近 Gazley [9

7、] and Becker [11]所得的相關(guān)數(shù)，從而驗(yàn)證了 Nau [7] and Lebeck [1]的建議。兩數(shù)年之后，這些作者[14]進(jìn)行了對其實(shí)驗(yàn)裝置的傳傳遞和流體流動的數(shù)值模擬。這種做法，與實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果非常一致，因而，作者可以獲得更充分的沿浸潤表面的局部努塞爾 t 數(shù)。與此同時(shí)，Lebeck，Nygren，Shirazi 的提出了關(guān)于機(jī)械密封及周腔熱傳遞實(shí)驗(yàn)的和數(shù)值的結(jié)果[16]。他們強(qiáng)調(diào)，旋轉(zhuǎn)環(huán)的努塞爾數(shù)和 Becker

8、的公式[11]非常吻合。所有提到的文獻(xiàn)是針對湍流。當(dāng)密封流體是一種高粘度礦物油，流動體是層狀的，就像 Luan and Khonsari 在 [17]中所述。在他們的數(shù)值研究中，Luan 和Khonsari 只分析流體流動，尤其是密封中軸向冷卻流和由角運(yùn)動誘發(fā)的環(huán)泰勒流的相互作用。以往所有的研究針對端面機(jī)械密封熱傳遞，沒有研究者著手研究努塞爾數(shù)的相關(guān)性。此外，研究者用他們的研究結(jié)果與由均勻加熱的旋轉(zhuǎn)圓筒中流體的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行比較。這與端面