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水轮机主轴磁流体密封技术的研究

杨洪娟  
【摘要】: 磁流体密封是零泄漏、无磨损、长寿命的密封形式,在空间密封、真空密封、有毒气体密封都有很好的应用效果和应用前景,但是在水密封领域还存在许许多多的问题。而主轴密封是水轮机关键部件之一,其性能优劣,直接关系到机组的运行安全和检修周期,从而关系电站经济效益及制造厂质量信誉。文章设计的磁流体密封是可用于中小型水轮机主轴的密封,与传统水轮机主轴密封相比较具有密封性能好,使用寿命长,自修复能力强,无磨损等优点。但是磁流体密封的承压能力始终比不上机械密封和填料密封在大型水轮机主轴上的应用,即如何更好地提高磁流体密封的承压能力在今后的研究领域中仍然有待我们解决。 本论文主要在总结前人研究的基础上针对磁流体的水密封,完成了以下工作。首先介绍了国内外磁流体密封技术和水轮机主轴密封技术的发展状况与不足,对磁流体的物理化学性质、制造方法与磁流体密封结构的优点、类型等方面作一些总结和分析。然后根据磁流体力学的理论,对磁流体密封原理进行了分析。在推导出磁流体的动量方程和伯努利方程后,建立起了磁流体静密封和磁流体旋转密封的耐压公式。文章重点对磁流体密封结构进行了合理选材和尺寸设计,优化了磁回路的一些重要参数。 最后文章模拟水轮机工作条件设计了磁流体水密封的实验装置,针对以下七个方面:磁化强度对密封承压能力的影响;磁场强度对承压能力的影响;密封间隙对承压能力的影响;温度对承压能力的影响;转速对承压能力的影响;磁流体体积对承压能力的影响;磁极级数与承压能力的关系分别进行了实验,验证了理论分析的正确性。 论文结尾还总结出了提高磁流体密封性能的一系列设计措施。


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