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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:125952 來源:
對于而言,形成密封(feng)作用的假(jia)說(shuo)基本(ben)上分成兩類,即表面(mian)張力(li)(li)假(jia)說(shuo)和粘滯力(li)(li)假(jia)說(shuo)。
最早提出表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)假(jia)說的(de)是A Brkich。該假(jia)說認為端面(mian)間穩定而可靠的(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)主(zhu)要(yao)是表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)的(de)結果,密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端面(mian)實際上并不(bu)是理(li)想的(de)光滑平面(mian),少量突起部分存在(zai)(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采用(yong)(yong)試(shi)驗論述了(le)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)是密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)重要(yao)因素這一(yi)觀點。同(tong)時對(dui)粘(zhan)滯(zhi)假(jia)說提出了(le)異(yi)議:①粘(zhan)滯(zhi)力(li)(li)(主(zhu)要(yao)是指液體和(he)固(gu)體表(biao)面(mian)的(de)附(fu)著(zhu)力(li)(li))要(yao)在(zai)(zai)間隙(xi)為10-9m或更小(xiao)時才起作(zuo)(zuo)用(yong)(yong),在(zai)(zai)微米(mi)級的(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)間隙(xi)中不(bu)起作(zuo)(zuo)用(yong)(yong);②粘(zhan)滯(zhi)是一(yi)種動(dong)力(li)(li)學的(de)特(te)征,而在(zai)(zai)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)處于零泄(xie)漏時,徑向是沒有動(dong)力(li)(li)學過程(cheng)的(de)。國(guo)內(nei)李克永(yong)等也著(zhu)文(wen)贊同(tong)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)假(jia)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等在低壓成都機械密封潤(run)滑狀況的(de)試驗(yan)研究中(zhong),觀察(cha)到液(ye)膜內(nei)(nei)存在著張力區。通過密(mi)封運轉期間壓(ya)力傳感器測(ce)出了相變區的(de)壓(ya)力及液(ye)膜破壞前在相變區受到張力的(de)作用。基于端面內(nei)(nei)有(you)空化、汽化現(xian)象的(de)事實,J Digard及M Genhle認為(wei)多級(ji)氣隙形成多次表面張力作用是提高(gao)總(zong)的(de)密(mi)封能力的(de)主要原因。
然而,以(yi)EFBoon為(wei)(wei)代表的(de)粘(zhan)滯(zhi)假說,認為(wei)(wei)某些液體分子由于粘(zhan)性被(bei)粘(zhan)貼在密封面上,這(zhe)種因壓(ya)差在密封間隙中(zhong)產生(sheng)粘(zhan)滯(zhi)力能阻止介質的(de)泄漏(lou)。
國內鄭海泉、陳汝灼(zhuo)從反面(mian)(mian)論(lun)證(zheng)了表面(mian)(mian)張力(li)假說(shuo)的(de)局限性:①按表面(mian)(mian)張力(li)計算出的(de)最(zui)大(da)(da)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)其數(shu)值太小,以表面(mian)(mian)張力(li)較(jiao)大(da)(da)的(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)間(jian)隙為(wei)1μm的(de)正常情(qing)況下,最(zui)大(da)(da)的(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)不(bu)足0.15MPa。若要考慮各種因素的(de)影(ying)響,修正后數(shu)值更小。空化現象的(de)成(cheng)因、性質、形(xing)態、分布等尚不(bu)清楚,且密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)處(chu)于靜(jing)止時(shi)并(bing)不(bu)產生空化現象,因此解釋(shi)不(bu)了靜(jing)止時(shi)仍有很(hen)高密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)這一(yi)事實(shi);②表面(mian)(mian)張力(li)假說(shuo)必須以不(bu)漏為(wei)前提,一(yi)旦泄(xie)漏就幾乎完(wan)全(quan)喪(sang)失密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)。因為(wei)泄(xie)漏不(bu)但(dan)使(shi)濕(shi)潤角(jiao)降(jiang)低(di),特別是彎(wan)月面(mian)(mian)的(de)形(xing)狀和對應的(de)液(ye)(ye)膜厚度(du)都(dou)要朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)的(de)方向變(bian)化,故密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)會顯著降(jiang)低(di)。這不(bu)但(dan)不(bu)能(neng)(neng)(neng)解釋(shi)一(yi)般密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)或多或少(shao)有點泄(xie)漏的(de)實(shi)際情(qing)況,對密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)內外都(dou)有液(ye)(ye)體的(de)多端(duan)面(mian)(mian)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)更無(wu)法解釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在成都機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對成都機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通成都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。在普通成都機械密封上,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成都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成都機械密封領域(yu)占有重要(yao)位置的(de)混合(he)潤滑(hua)理論(lun)重新認識。
可見成都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,對成都機械密封的(de)設(she)計制造以及應用(yong)都(dou)起(qi)著重要的(de)指導作用(yong)。