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

1、國內(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，并對其物理性能進(jìn)行了測量，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磁流體和磁流體密封性能的影響。對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)算的方法對密封間隙內(nèi)磁流體流動(dòng)狀態(tài)、溫度場的分布、粘性耗散對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、溫度對粘度的影響時(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。與不加磁場相比，磁場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