磁流体是一种新型的磁性材料。磁流体密封由于在低压气体动密封上的突出表现而备受关注,但在高压气体密封和液体密封上,磁流体密封还存在着许多问题有待解决,例如密封压力低、密封寿命短等,离实际应用还有一定差距。 本论文课题在总结前人研究的基础上,设计出新的磁流体密封装置,并在自行搭建的实验台上对磁流体密封的主要参数进行了实验研究,具体工作及研究结果如下: ①通过改变密封间隙,研究了密封间隙对密封能力的影响。随着密封间隙的减小, 磁流体的动、静密封能力不断增大,但动、静密封能力的差距也同时加大。 ②通过改变磁场强度,研究了磁场强度对密封能力的影响。磁流体的密封能力随磁 场强度的增加几乎按比例增大,但升高到一定阶段后,磁流体的密封能力逐渐趋 向饱和。 ③通过采用不同的密封齿型,研究了磁极形状对密封能力的影响。在多级密封中, 梯形齿型的动、静密封能力都比矩形齿型稍强。 ④通过动、静密封的比较实验,研究了转速对密封能力的影响。在少级数密封中, 转速会降低磁流体的密封能力,而在多级密封中能提高磁流体的密封能力。 本论文课题在实验的基础上,从磁流体密封的最小密封力——磁力线上两相邻磁性微粒间的引力出发,在建立磁流体密封模型的基础上,推导出了磁流体密封耐压公式,并通过大量的实验进行验证。 该密封耐压公式表明:在强磁场的条件下,密封压力与磁齿厚度、磁性微粒间的最大引力成正比,与磁性微粒粒径的平方、密封间隙成反比。 公式的检验结果表明:理论结果和实验结果相对比较吻合,相对传统耐压公式有计算简明、密封力来源清晰、适用范围广的特点,有望为准确设计磁流体密封装置提供依据。 最后,本论文总结了磁流体密封装置的设计步骤,结合对密封装置的磁回路分析,运用本论文推导的磁流体密封耐压公式对气体密封进行了具体的指导设计.
