空間站蒸汽壓縮蒸餾裝置磁性液體密封的研究.pdf

1、蒸汽壓縮蒸餾裝置(VCD)是目前我國組織實(shí)施的空間站項(xiàng)目中廢水再生系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,它的動(dòng)密封對(duì)設(shè)備的運(yùn)行性能、產(chǎn)水量、產(chǎn)水水質(zhì)起著至關(guān)重要的作用,由于傳統(tǒng)密封無法滿足零泄漏、長壽命、高可靠性等要求,所以本課題的目的是在研究清楚磁性液體密封的耐壓及失效機(jī)理的前提下,為空間站VCD裝置設(shè)計(jì)能滿足這些要求的磁性液體密封結(jié)構(gòu)。
　　 本論文針對(duì)這一目標(biāo),完成了以下研究:
　　 (1)為了驗(yàn)證磁性液體密封應(yīng)用于空間站的可行性,創(chuàng)造

2、性的設(shè)計(jì)了磁性液體密封的耐壓及失效機(jī)理研究實(shí)驗(yàn)臺(tái)。建立實(shí)驗(yàn)臺(tái)密封結(jié)構(gòu)的磁路模型,計(jì)算并測量了密封間隙的磁場強(qiáng)度等參數(shù),得到了極齒下磁場強(qiáng)度的分布規(guī)律及密封結(jié)構(gòu)的主要漏磁位置。
　　 (2)在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成了磁性液體在密封間隙中的分布形狀和運(yùn)動(dòng)過程實(shí)驗(yàn)、密封耐壓測試實(shí)驗(yàn)、機(jī)理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)磁性液體密封的耐壓能力與密封級(jí)數(shù)呈現(xiàn)近似線性關(guān)系。
　　 (3)提出三種磁性液體密封的耐壓及失效機(jī)理假設(shè),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:氣

3、體的瞬間級(jí)間流動(dòng)實(shí)現(xiàn)密封耐壓的傳遞。建立密封過程的氣體流動(dòng)模型并計(jì)算了基本參數(shù)。
　　 (4)根據(jù)磁性液體密封設(shè)計(jì)原則,結(jié)合磁性液體密封的耐壓及失效機(jī)理的研究結(jié)果,設(shè)計(jì)了空間站VCD裝置的磁性液體密封結(jié)構(gòu)。
　　 (5)運(yùn)用 Ansys對(duì)所設(shè)計(jì)的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁場模擬,得到磁力線分布、間隙磁場強(qiáng)度、密封耐壓等結(jié)果,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。
　　 (6)建立磁性液體密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型,運(yùn)用Matlab對(duì)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,