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發布(bu)時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:135331 來源:
對(dui)于而(er)言,形成(cheng)密封作用的假說(shuo)(shuo)基本上分成(cheng)兩類,即表面(mian)張力假說(shuo)(shuo)和粘滯力假說(shuo)(shuo)。
最早提出表(biao)面(mian)張力(li)假說(shuo)的(de)(de)是(shi)A Brkich。該假說(shuo)認為(wei)端面(mian)間穩定而(er)可靠的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)主(zhu)要是(shi)表(biao)面(mian)張力(li)作(zuo)用(yong)的(de)(de)結果,密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)實(shi)際上并不是(shi)理想(xiang)的(de)(de)光滑(hua)平面(mian),少量突起部分存在(zai)著直接接觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗(yan)論述了表(biao)面(mian)張力(li)是(shi)密(mi)(mi)封(feng)重要因素這一(yi)觀點。同時對粘滯(zhi)假說(shuo)提出了異議:①粘滯(zhi)力(li)(主(zhu)要是(shi)指液體和固體表(biao)面(mian)的(de)(de)附著力(li))要在(zai)間隙為(wei)10-9m或更小時才起作(zuo)用(yong),在(zai)微米級的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)間隙中不起作(zuo)用(yong);②粘滯(zhi)是(shi)一(yi)種動力(li)學(xue)的(de)(de)特征(zheng),而(er)在(zai)密(mi)(mi)封(feng)處于(yu)零泄漏時,徑向(xiang)是(shi)沒有動力(li)學(xue)過程的(de)(de)。國內李(li)克永等也著文贊同表(biao)面(mian)張力(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等在低壓迪慶機械密封潤滑狀況的(de)試驗研究中,觀察到液膜(mo)內(nei)(nei)存在著張(zhang)力區(qu)。通過密封(feng)運轉期間(jian)壓力傳感(gan)器測出了(le)相(xiang)變區(qu)的(de)壓力及液膜(mo)破壞前(qian)在相(xiang)變區(qu)受到張(zhang)力的(de)作用。基于端面內(nei)(nei)有空化、汽化現(xian)象的(de)事實,J Digard及M Genhle認(ren)為多級氣隙(xi)形成多次表面張(zhang)力作用是提高(gao)總的(de)密封(feng)能力的(de)主要原因。
然而,以(yi)EFBoon為(wei)代表的粘(zhan)滯假說(shuo),認為(wei)某些液體分(fen)子由于粘(zhan)性被(bei)粘(zhan)貼(tie)在(zai)密封面(mian)上,這(zhe)種因壓(ya)差在(zai)密封間隙中產生粘(zhan)滯力能(neng)阻止介質的泄漏。
國內鄭海泉(quan)、陳汝灼從反面(mian)論證了(le)表面(mian)張力(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)局限性:①按表面(mian)張力(li)計算出(chu)的(de)(de)(de)最大(da)(da)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)其數值(zhi)太小,以(yi)表面(mian)張力(li)較大(da)(da)的(de)(de)(de)水(shui)來說(shuo),在密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)間隙(xi)為1μm的(de)(de)(de)正常情況(kuang)下,最大(da)(da)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)不(bu)足0.15MPa。若要考慮各種因(yin)素(su)的(de)(de)(de)影響,修正后數值(zhi)更(geng)(geng)小。空(kong)化(hua)現象的(de)(de)(de)成(cheng)因(yin)、性質(zhi)、形(xing)態、分布等尚不(bu)清楚(chu),且密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)處于靜(jing)止(zhi)時并不(bu)產生(sheng)空(kong)化(hua)現象,因(yin)此解釋(shi)不(bu)了(le)靜(jing)止(zhi)時仍有很高密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)這一(yi)事(shi)實;②表面(mian)張力(li)假說(shuo)必須以(yi)不(bu)漏為前提,一(yi)旦(dan)泄漏就(jiu)幾(ji)乎完全喪失密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)。因(yin)為泄漏不(bu)但使濕潤角(jiao)降(jiang)低(di),特別(bie)是彎月(yue)面(mian)的(de)(de)(de)形(xing)狀和對(dui)應的(de)(de)(de)液膜厚度都要朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)的(de)(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)會顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)。這不(bu)但不(bu)能(neng)解釋(shi)一(yi)般密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少有點泄漏的(de)(de)(de)實際情況(kuang),對(dui)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)內外都有液體的(de)(de)(de)多端(duan)面(mian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)力(li)更(geng)(geng)無法解釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在迪慶機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對迪慶機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通迪慶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。在普通迪慶機械密封上,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迪慶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迪慶機械密封領域占(zhan)有重(zhong)要(yao)位置(zhi)的混合潤滑理論重(zhong)新認(ren)識。
可見迪慶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,對迪慶機械密封的設(she)計制造以及應用都(dou)起(qi)著重要的指導作用。