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發布時(shi)間:2022-01-12 11:31:46 人氣(qi):134634 來源:
對于(yu)而(er)言,形成密封(feng)作(zuo)用的假說基本上分(fen)成兩(liang)類,即(ji)表面張(zhang)力(li)假說和粘滯(zhi)力(li)假說。
最早(zao)提出表(biao)(biao)面(mian)張力(li)假(jia)說(shuo)(shuo)的(de)(de)是A Brkich。該假(jia)說(shuo)(shuo)認為(wei)端(duan)面(mian)間(jian)穩(wen)定而可靠(kao)的(de)(de)密封(feng)(feng)(feng)主要(yao)是表(biao)(biao)面(mian)張力(li)作用的(de)(de)結果,密封(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)實際(ji)上(shang)并不(bu)是理想的(de)(de)光滑平(ping)面(mian),少量(liang)突起(qi)部(bu)分存在著直(zhi)接接觸。G E Rajakovics采用試(shi)驗論述了(le)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)是密封(feng)(feng)(feng)重(zhong)要(yao)因素這一觀點。同時對粘(zhan)(zhan)(zhan)滯(zhi)(zhi)假(jia)說(shuo)(shuo)提出了(le)異議(yi):①粘(zhan)(zhan)(zhan)滯(zhi)(zhi)力(li)(主要(yao)是指液體和固(gu)體表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)附著力(li))要(yao)在間(jian)隙為(wei)10-9m或(huo)更(geng)小(xiao)時才(cai)起(qi)作用,在微米級的(de)(de)密封(feng)(feng)(feng)間(jian)隙中不(bu)起(qi)作用;②粘(zhan)(zhan)(zhan)滯(zhi)(zhi)是一種動(dong)力(li)學(xue)的(de)(de)特征,而在密封(feng)(feng)(feng)處(chu)于零泄漏時,徑(jing)向是沒有動(dong)力(li)學(xue)過程的(de)(de)。國內李克永等(deng)也(ye)著文贊同表(biao)(biao)面(mian)張力(li)假(jia)說(shuo)(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等在低壓長清機械密封潤(run)滑狀況(kuang)的(de)試驗(yan)研究中(zhong),觀察(cha)到液(ye)膜(mo)(mo)內(nei)存在著(zhu)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)區。通(tong)過密(mi)封運(yun)轉期間壓(ya)力(li)(li)(li)傳(chuan)感器(qi)測出了相變區的(de)壓(ya)力(li)(li)(li)及液(ye)膜(mo)(mo)破壞前在相變區受到張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)的(de)作用。基于端面(mian)(mian)內(nei)有空(kong)化(hua)、汽化(hua)現象(xiang)的(de)事實,J Digard及M Genhle認為多級(ji)氣隙形(xing)成多次(ci)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)作用是(shi)提高(gao)總的(de)密(mi)封能力(li)(li)(li)的(de)主要原(yuan)因。
然而,以EFBoon為代表的粘滯假(jia)說,認(ren)為某些液體分子由于粘性被粘貼在密封(feng)面(mian)上,這(zhe)種(zhong)因壓差在密封(feng)間隙中產生粘滯力能阻止介質的泄(xie)漏。
國內鄭海(hai)泉、陳汝灼從反面(mian)論證了(le)表面(mian)張力(li)(li)假(jia)說的(de)局(ju)限性(xing)(xing):①按表面(mian)張力(li)(li)計算(suan)出的(de)最大(da)密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)其(qi)數值太小(xiao),以表面(mian)張力(li)(li)較大(da)的(de)水(shui)來說,在(zai)密(mi)(mi)(mi)封(feng)間(jian)隙為1μm的(de)正常情況(kuang)下,最大(da)的(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)不(bu)(bu)足0.15MPa。若要(yao)考慮各種因素的(de)影響,修正后數值更(geng)小(xiao)。空化現象的(de)成(cheng)因、性(xing)(xing)質、形態、分(fen)布等尚(shang)不(bu)(bu)清楚,且密(mi)(mi)(mi)封(feng)處于靜止時(shi)并不(bu)(bu)產生(sheng)空化現象,因此解釋(shi)不(bu)(bu)了(le)靜止時(shi)仍有(you)很高密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)這一(yi)事實;②表面(mian)張力(li)(li)假(jia)說必須以不(bu)(bu)漏(lou)為前(qian)提,一(yi)旦(dan)泄(xie)(xie)漏(lou)就幾乎完全喪(sang)失密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)。因為泄(xie)(xie)漏(lou)不(bu)(bu)但使(shi)濕潤角降(jiang)低(di),特別是彎(wan)月面(mian)的(de)形狀(zhuang)和對應的(de)液膜厚度都要(yao)朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)的(de)方向(xiang)變化,故密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)會(hui)顯著降(jiang)低(di)。這不(bu)(bu)但不(bu)(bu)能解釋(shi)一(yi)般密(mi)(mi)(mi)封(feng)或多(duo)或少有(you)點泄(xie)(xie)漏(lou)的(de)實際(ji)情況(kuang),對密(mi)(mi)(mi)封(feng)面(mian)內外都有(you)液體的(de)多(duo)端面(mian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)更(geng)無(wu)法解釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在長清機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對長清機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通長清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。在普通長清機械密封上,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長清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長清機械密封領域占有重(zhong)要位置的混(hun)合潤(run)滑理論重(zhong)新(xin)認(ren)識。
可見長清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,對長清機械密封的設計(ji)制造以及應用(yong)都起著重要的指導作用(yong)。