磁流体密封磁场有限元分析：密封性能与间隙影响

磁流体密封的磁场有限元分析是一篇探讨磁性液体密封技术的重要研究论文，作者孙明礼、李德才和何新智、白博海来自北京交通大学机电学院。文章主要关注于磁流体密封的理论基础，特别是如何利用ANSYS有限元分析软件来模拟和理解实际应用中的磁场分布。磁流体密封是一种先进的密封技术，它利用永久磁铁产生的磁场将磁性流体固定在密封间隙中，形成无泄漏的密封环，适用于高速旋转轴的密封，具有诸多优点如密封性好、泄漏率低、寿命长、可靠性高等。 论文的核心部分阐述了磁性流体内部压强与磁场强度、流体密度、重力加速度和转速等因素的关系，并引入了压差公式，考虑了介质跃变时的压力变化。通过ANSYS软件，研究人员能够进行精确的磁场有限元分析，这对于理解密封间隙内实际磁场的分布以及优化密封性能至关重要。 作者指出，由于现有磁流体密封结构的密封间隙较小，直接测量间隙内的磁场较为困难，通常依赖于解析方法进行近似计算。然而，通过数值模拟，可以更深入地揭示磁场的实际分布，从而更好地设计和改进磁流体密封装置。论文的结论强调了转轴侧极齿两侧磁场强度差对密封性能的关键作用，同时建议密封间隙应保持在适当的范围内，例如不超过0.3mm，以确保最佳的密封效果。 这篇论文不仅提供了磁流体密封的理论基础，还展示了如何通过数值模拟工具进行实际工程应用中的磁场分析，对于磁流体密封技术的发展和优化具有重要的参考价值。