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發布時(shi)間(jian):2022-01-12 11:31:46 人氣:134521 來源:
對(dui)于(yu)而(er)言,形成密封作用的假說基本上(shang)分成兩類(lei),即表面張力(li)假說和粘滯力(li)假說。
最早(zao)提出(chu)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)是(shi)A Brkich。該(gai)假說(shuo)認為端(duan)面(mian)(mian)間穩定(ding)而可靠(kao)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)主(zhu)要是(shi)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)作(zuo)用的(de)(de)(de)結果,密(mi)(mi)封(feng)端(duan)面(mian)(mian)實(shi)際上并不(bu)(bu)是(shi)理(li)想的(de)(de)(de)光滑平(ping)面(mian)(mian),少(shao)量突起(qi)部分存在著直接接觸。G E Rajakovics采用試(shi)驗(yan)論述了表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)是(shi)密(mi)(mi)封(feng)重要因素這一觀點。同(tong)(tong)時(shi)對粘(zhan)(zhan)滯(zhi)假說(shuo)提出(chu)了異議:①粘(zhan)(zhan)滯(zhi)力(li)(主(zhu)要是(shi)指(zhi)液(ye)體(ti)和固體(ti)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)附著力(li))要在間隙為10-9m或(huo)更小時(shi)才(cai)起(qi)作(zuo)用,在微米級的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)間隙中不(bu)(bu)起(qi)作(zuo)用;②粘(zhan)(zhan)滯(zhi)是(shi)一種動力(li)學(xue)的(de)(de)(de)特征,而在密(mi)(mi)封(feng)處于零(ling)泄漏時(shi),徑向是(shi)沒有動力(li)學(xue)過程的(de)(de)(de)。國內李克永等也著文(wen)贊同(tong)(tong)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)假說(shuo)。
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等在低壓濱海機械密封潤滑狀(zhuang)況的試驗(yan)研究(jiu)中,觀察到液膜(mo)內存(cun)在著張(zhang)力(li)區。通(tong)過(guo)密封運(yun)轉期間壓(ya)力(li)傳(chuan)感器測(ce)出了相(xiang)(xiang)變區的壓(ya)力(li)及(ji)液膜(mo)破壞前在相(xiang)(xiang)變區受到張(zhang)力(li)的作(zuo)用。基(ji)于端面內有空化、汽(qi)化現象的事(shi)實(shi),J Digard及(ji)M Genhle認為(wei)多級(ji)氣隙形成多次表面張(zhang)力(li)作(zuo)用是提高總(zong)的密封能力(li)的主要(yao)原(yuan)因(yin)。
然而,以EFBoon為代表的(de)粘滯假說,認為某些液體分子由于粘性(xing)被粘貼(tie)在密封(feng)面(mian)上,這(zhe)種(zhong)因壓(ya)差在密封(feng)間隙中產生粘滯力(li)能阻止(zhi)介質的(de)泄漏(lou)。
國內鄭海泉(quan)、陳汝灼從反面(mian)論證了(le)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)局限(xian)性:①按表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)計算出的(de)(de)(de)最大密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)其數(shu)(shu)值太小,以表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)較大的(de)(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)(de)正(zheng)常情況(kuang)下,最大的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)不(bu)(bu)(bu)足0.15MPa。若要考(kao)慮各(ge)種(zhong)因素的(de)(de)(de)影響,修正(zheng)后數(shu)(shu)值更小。空化(hua)現象(xiang)的(de)(de)(de)成(cheng)因、性質、形態(tai)、分布等尚不(bu)(bu)(bu)清楚(chu),且密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)處于靜止時(shi)并不(bu)(bu)(bu)產生(sheng)空化(hua)現象(xiang),因此(ci)解(jie)(jie)釋不(bu)(bu)(bu)了(le)靜止時(shi)仍(reng)有(you)很高密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)這一事實;②表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)假說(shuo)必須以不(bu)(bu)(bu)漏為(wei)前提,一旦泄(xie)漏就幾乎完全喪失密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)。因為(wei)泄(xie)漏不(bu)(bu)(bu)但(dan)(dan)使(shi)濕潤角降(jiang)低(di),特別(bie)是彎月面(mian)的(de)(de)(de)形狀和(he)對(dui)應的(de)(de)(de)液膜厚(hou)度都要朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)的(de)(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)會顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)。這不(bu)(bu)(bu)但(dan)(dan)不(bu)(bu)(bu)能(neng)解(jie)(jie)釋一般密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)或多或少有(you)點(dian)泄(xie)漏的(de)(de)(de)實際情況(kuang),對(dui)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)內外都有(you)液體(ti)的(de)(de)(de)多端面(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)更無(wu)法(fa)解(jie)(jie)釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在濱海機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對濱海機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通濱海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。在普通濱海機械密封上,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濱海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濱海機械密封領域占有重(zhong)要位置(zhi)的混合潤滑理論重(zhong)新認識。
可見濱海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,對濱海機械密封的設計制造以(yi)及應用(yong)都起著重要的指導作用(yong)。