Ansys模拟：机械密封环温度场分析与影响因素探讨

"基于Ansys的机械密封环温度场分析" 本文详细探讨了如何运用Ansys软件进行机械密封环的温度场分析，以解决由于密封环摩擦热引发的一系列问题，如液膜汽化、密封面磨损、热变形等。作者单晓亮和胡欲立来自西北工业大学航海学院，他们采用有限元法构建了密封环稳态温度场的数学模型，该方法能有效应对密封环结构和边界条件的复杂性。 首先，研究中提出了几个基本假设，包括轴对称结构、温度场的稳态性、忽略泄漏热、忽略热辐射损失、热物理性能恒定以及密封端面平行等。这些假设使得问题简化为二维的稳态热传导问题，可以利用Ansys8.0进行数值模拟。 通过建立的数学模型，研究人员计算了密封环边界与周围介质的对流换热系数，这是理解温度场分布的关键因素。他们还深入讨论了影响温度场分布的重要参数，如密封环材质的热导率、密封介质的热容、对流换热效率等。这些参数的变化将直接影响密封环的温度分布和热行为。 Ansys软件的应用使得分析更加直观和精确，它能够模拟复杂的热传递过程，包括密封环内部的热传导、对流和辐射。通过有限元分析，可以得到密封环在特定工况下的温度分布图，这对于预测和优化密封性能至关重要。此外，这种分析还可以揭示温度梯度对密封环热变形和内应力的影响，从而帮助设计更稳定的密封系统。 文章指出，由于密封环的温度对其工作性能有显著影响，因此对温度场的研究对于延长密封件的寿命、提高密封的可靠性以及防止因高温引起的失效现象至关重要。通过这样的数值模拟，工程师可以更好地理解和控制密封环的工作环境，进而优化设计，减少故障，提高机械密封的整体效率。 这篇首发论文提供了基于Ansys的机械密封环温度场分析方法，为密封工程领域提供了一种有效的分析工具。通过这种方法，研究人员和工程师可以更深入地了解密封环的热行为，为改进密封设计和预防潜在问题提供理论支持。