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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:134857 來源(yuan):
對(dui)于而言,形(xing)成密封作用的假(jia)說基本上分成兩(liang)類(lei),即(ji)表(biao)面張力假(jia)說和粘滯力假(jia)說。
最早提出表面(mian)張力(li)(li)假說的(de)(de)(de)是(shi)A Brkich。該(gai)假說認為端(duan)面(mian)間(jian)穩(wen)定而可靠的(de)(de)(de)密封主(zhu)要(yao)是(shi)表面(mian)張力(li)(li)作用(yong)的(de)(de)(de)結(jie)果,密封端(duan)面(mian)實際上(shang)并(bing)不是(shi)理(li)想的(de)(de)(de)光(guang)滑(hua)平面(mian),少(shao)量(liang)突起(qi)部分存在(zai)(zai)著(zhu)(zhu)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)。G E Rajakovics采用(yong)試驗論述了(le)表面(mian)張力(li)(li)是(shi)密封重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)這(zhe)一觀點。同(tong)時對(dui)粘(zhan)(zhan)滯(zhi)假說提出了(le)異議:①粘(zhan)(zhan)滯(zhi)力(li)(li)(主(zhu)要(yao)是(shi)指液體和(he)固(gu)體表面(mian)的(de)(de)(de)附(fu)著(zhu)(zhu)力(li)(li))要(yao)在(zai)(zai)間(jian)隙為10-9m或更(geng)小時才起(qi)作用(yong),在(zai)(zai)微米(mi)級(ji)的(de)(de)(de)密封間(jian)隙中(zhong)不起(qi)作用(yong);②粘(zhan)(zhan)滯(zhi)是(shi)一種(zhong)動(dong)力(li)(li)學的(de)(de)(de)特(te)征,而在(zai)(zai)密封處于零泄漏時,徑向是(shi)沒有動(dong)力(li)(li)學過程的(de)(de)(de)。國內(nei)李克永(yong)等也著(zhu)(zhu)文(wen)贊同(tong)表面(mian)張力(li)(li)假說。
PBasu,E Schwaiger和U W Senfert等人認為密封面間的液膜起一個軟密封墊那樣的作用,液體分子間的分子力隨粘度增加而上升,且隨密封間隙的增大而下降。J Digard及M Genhle等在低壓龍安機械密封潤(run)滑(hua)狀況的試(shi)驗(yan)研究中,觀(guan)察到液(ye)膜內(nei)存(cun)在著張(zhang)力區。通過密封(feng)運轉(zhuan)期間(jian)壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)測出(chu)了相變區的壓(ya)力及(ji)液(ye)膜破壞(huai)前在相變區受到張(zhang)力的作(zuo)(zuo)用。基(ji)于端面內(nei)有(you)空化(hua)、汽化(hua)現象的事實(shi),J Digard及(ji)M Genhle認為多級氣隙形成(cheng)多次表面張(zhang)力作(zuo)(zuo)用是提高總的密封(feng)能力的主(zhu)要原因(yin)。
然而,以EFBoon為代表(biao)的(de)粘(zhan)滯(zhi)假說,認為某些液體分子(zi)由于(yu)粘(zhan)性被(bei)粘(zhan)貼在密封(feng)面上,這種因壓差(cha)在密封(feng)間(jian)隙中產生粘(zhan)滯(zhi)力能(neng)阻止介(jie)質的(de)泄漏(lou)。
國內(nei)鄭(zheng)海泉、陳汝灼從反面(mian)(mian)論證了(le)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力假(jia)說的(de)(de)局限性(xing):①按表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力計算出的(de)(de)最(zui)大(da)(da)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力其(qi)數(shu)值(zhi)太小,以(yi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力較大(da)(da)的(de)(de)水來說,在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)間隙為1μm的(de)(de)正常情(qing)況(kuang)下,最(zui)大(da)(da)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力不(bu)(bu)足0.15MPa。若要(yao)考慮各種因素的(de)(de)影(ying)響,修正后數(shu)值(zhi)更小。空化現象的(de)(de)成因、性(xing)質(zhi)、形態、分布等尚(shang)不(bu)(bu)清楚,且密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)處于靜止(zhi)時并不(bu)(bu)產生空化現象,因此(ci)解釋不(bu)(bu)了(le)靜止(zhi)時仍有很高(gao)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力這(zhe)一(yi)事實;②表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力假(jia)說必須以(yi)不(bu)(bu)漏(lou)(lou)為前提(ti),一(yi)旦泄(xie)漏(lou)(lou)就幾乎完全喪失(shi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力。因為泄(xie)漏(lou)(lou)不(bu)(bu)但使濕潤角降低,特別是彎月面(mian)(mian)的(de)(de)形狀和對(dui)應的(de)(de)液膜厚度都要(yao)朝降低密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力的(de)(de)方向變化,故密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力會顯著(zhu)降低。這(zhe)不(bu)(bu)但不(bu)(bu)能解釋一(yi)般密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)或多或少有點泄(xie)漏(lou)(lou)的(de)(de)實際情(qing)況(kuang),對(dui)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)內(nei)外都有液體的(de)(de)多端面(mian)(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能力更無(wu)法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在龍安機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對龍安機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通龍安機械密封的摩擦副之間,液膜之薄,牛頓型流體方程缺乏有效的應用條件。在普通龍安機械密封上,摩擦副端面間總是存在接觸,形成許多彼此間很少連通的空隙,當兩環相對轉動時,液體從一個空隙轉移到另一個空隙中去,一直到液體質點達到縫隙的終端為止,密封端面處于邊界潤滑狀態。戈盧別夫、Summers-Smith和國內顧永泉、王汝美等認為實際運行的普通龍安機械密封一般處于混合潤滑狀態。流體靜壓效應和流體動壓效應在形成液膜過程中起著不同的作用。然而,A O Lebeak在“端面密封的波度預計、測量、起因和影響”一文中,指出水介質中工作的普通端面密封并未產生流體動壓效應,這不能不使人們對此前在龍安機械密封領域(yu)占有重(zhong)要位置的混合潤(run)滑理論重(zhong)新認識。
可見龍安機械密封機理至今仍然沒有一個完整的密封理論為人們所認同。盡管如此,人們仍孜孜不倦地追尋,因為每一步探索以及由此而提出的假設或獲得的結論,對龍安機械密封的(de)設計制造以(yi)及應用都起(qi)著重要的(de)指導作用。