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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人(ren)氣:131500 來源:
對于而(er)言(yan),形成密封作用的假(jia)(jia)說(shuo)(shuo)基本(ben)上分成兩類,即表面(mian)張力(li)假(jia)(jia)說(shuo)(shuo)和粘滯力(li)假(jia)(jia)說(shuo)(shuo)。
最早提(ti)出表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)假(jia)說(shuo)的(de)是(shi)(shi)A Brkich。該假(jia)說(shuo)認為端面間(jian)穩定而可靠的(de)密封(feng)主(zhu)要是(shi)(shi)表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)結果,密封(feng)端面實(shi)際上并不是(shi)(shi)理想的(de)光滑平面,少量突(tu)起(qi)部分存在著直(zhi)接接觸。G E Rajakovics采用(yong)(yong)試(shi)驗論述(shu)了(le)表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)是(shi)(shi)密封(feng)重要因(yin)素這(zhe)一觀點。同(tong)(tong)時(shi)對粘(zhan)滯(zhi)假(jia)說(shuo)提(ti)出了(le)異議:①粘(zhan)滯(zhi)力(li)(主(zhu)要是(shi)(shi)指液體和固體表(biao)面的(de)附著力(li))要在間(jian)隙(xi)為10-9m或更小時(shi)才起(qi)作(zuo)用(yong)(yong),在微米級的(de)密封(feng)間(jian)隙(xi)中(zhong)不起(qi)作(zuo)用(yong)(yong);②粘(zhan)滯(zhi)是(shi)(shi)一種(zhong)動(dong)力(li)學(xue)的(de)特征,而在密封(feng)處(chu)于零(ling)泄漏時(shi),徑向(xiang)是(shi)(shi)沒有動(dong)力(li)學(xue)過程的(de)。國(guo)內李(li)克永(yong)等(deng)也著文(wen)贊同(tong)(tong)表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)假(jia)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等在低壓昌寧機械密封潤滑狀況的試驗研究中,觀察(cha)到液膜(mo)內存在著張(zhang)力(li)(li)區(qu)。通過密封運轉期間(jian)壓力(li)(li)傳(chuan)感(gan)器測(ce)出了(le)相變區(qu)的壓力(li)(li)及液膜(mo)破壞(huai)前在相變區(qu)受到張(zhang)力(li)(li)的作用。基于端面內有(you)空化(hua)、汽(qi)化(hua)現象的事實,J Digard及M Genhle認為(wei)多級氣隙形成多次(ci)表面張(zhang)力(li)(li)作用是提高總的密封能力(li)(li)的主要原因。
然(ran)而,以EFBoon為代(dai)表的粘(zhan)滯假(jia)說,認為某些液體(ti)分子由于粘(zhan)性(xing)被粘(zhan)貼在(zai)密(mi)封(feng)面上,這種因壓差(cha)在(zai)密(mi)封(feng)間(jian)隙中產生粘(zhan)滯力能阻止介質的泄漏。
國內鄭海泉、陳汝(ru)灼從反面論證(zheng)了表(biao)(biao)面張力(li)(li)(li)(li)假說的(de)(de)局限性(xing):①按表(biao)(biao)面張力(li)(li)(li)(li)計(ji)算(suan)出(chu)的(de)(de)最大(da)密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)其數值(zhi)太(tai)小,以表(biao)(biao)面張力(li)(li)(li)(li)較(jiao)大(da)的(de)(de)水(shui)來說,在密(mi)封(feng)(feng)間隙為1μm的(de)(de)正(zheng)常情況(kuang)下(xia),最大(da)的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)不(bu)足0.15MPa。若要考慮各種因素的(de)(de)影(ying)響,修正(zheng)后數值(zhi)更小。空(kong)化現象的(de)(de)成因、性(xing)質、形態(tai)、分布等尚不(bu)清楚(chu),且密(mi)封(feng)(feng)處于靜(jing)止時并不(bu)產生(sheng)空(kong)化現象,因此解釋不(bu)了靜(jing)止時仍有(you)很高密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)這一(yi)事實;②表(biao)(biao)面張力(li)(li)(li)(li)假說必須以不(bu)漏(lou)(lou)(lou)為前(qian)提,一(yi)旦泄漏(lou)(lou)(lou)就幾乎完全喪失密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)。因為泄漏(lou)(lou)(lou)不(bu)但使濕潤角降(jiang)低,特別(bie)是彎月面的(de)(de)形狀和對(dui)應的(de)(de)液膜厚度都要朝降(jiang)低密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)方向變化,故密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)會顯著降(jiang)低。這不(bu)但不(bu)能(neng)解釋一(yi)般密(mi)封(feng)(feng)或多(duo)或少有(you)點泄漏(lou)(lou)(lou)的(de)(de)實際情況(kuang),對(dui)密(mi)封(feng)(feng)面內外都有(you)液體的(de)(de)多(duo)端(duan)面密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)(li)更無法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在昌寧機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對昌寧機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通昌寧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。在普通昌寧機械密封上,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昌寧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昌寧機械密封領域占有重要位(wei)置(zhi)的混合潤滑理論重新(xin)認(ren)識。
可見昌寧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,對昌寧機械密封的設計(ji)制造以(yi)及應用都起著重要的指導作用。