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压力容器典型贯穿件密封泄漏的理论与实验研究
| 论文题名： | 压力容器典型贯穿件密封泄漏的理论与实验研究 |
| 关键词： | 舰艇舱室;贯穿件;泄漏特性;密封设计 |
| 摘要： | 在航海航天、核电、化工等领域，由于生产和运行的需要，在实际工作的系统中，往往存在着大量压力容器。为保证系统的正常工作，通常要求压力容器具有良好完整性和密闭性用于维持容器的压力和防止工质泄漏到外部环境。本文针对某舰艇的大型舱室的各个局部部件和舱室整体的气体工质的泄漏进行了实验和理论研究，提出一套用于预测压力容器泄漏特性的理论方案。对于潜艇舱室的密封设计具有重要参考和指导意义。 本文首先基于静密封的泄漏原理，分析压力容器泄漏产生的原因——密封界面表面粗糙形成的间隙，并运用ABAQUS有限元分析软件模拟接触表面在密封作用力下，接触表面接触变形后形貌变化。本文将泄漏通道视为单层的多孔介质，从而取得微观泄漏通道和宏观泄漏率的联系，根据微观形貌情况，得出泄漏多孔介质层的渗透率K，结合多孔介质理论输运理论，再根据达西定律，得出一套关于局部部件泄漏预测的理论公式。 其次，针对具体的压力容器部件展开研究，完成了密封装置不同结构，材料，工作压力的泄漏实验，得出泄漏实验结果。实验表明，各类局部部件实验结果在趋势上和量级上都很接近理论预测值，验证了理论公式的正确性，合理性以及通用性，并从理论上分析了密封结构、材料特性、工作条件及接触表面的粗糙度对部件泄漏特性的影响。 最后，为方便实际工程计算，归纳出各个局部贯穿件的泄漏率预测的工程简化公式。针对整个大型舱室进行泄漏实验，将所有局部部件安装到整体舱室中，进行了三个压力台阶的泄漏实验。对实验结果进行整理，分析出整体舱室泄漏的特性，并得出整个舱室泄漏中局部部件和舱室整体结构的分配占比。对整体舱室的泄漏分配具有一定参考和预测意义。 |
| 作者： | 黄灏 |
| 专业： | 工程热物理 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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