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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:134450 來源:
對于(yu)而(er)言,形成密封作用的(de)假(jia)說(shuo)基本上(shang)分成兩類,即表(biao)面張力(li)假(jia)說(shuo)和粘(zhan)滯力(li)假(jia)說(shuo)。
最早提出(chu)表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力假(jia)說的(de)(de)是(shi)A Brkich。該假(jia)說認為(wei)端面間穩定而(er)可靠的(de)(de)密封(feng)(feng)(feng)主要(yao)(yao)(yao)是(shi)表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力作用(yong)的(de)(de)結(jie)果,密封(feng)(feng)(feng)端面實際上并不(bu)是(shi)理想的(de)(de)光滑平面,少量突起部分存在(zai)著直接接觸。G E Rajakovics采(cai)用(yong)試驗論述(shu)了表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力是(shi)密封(feng)(feng)(feng)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)因素(su)這(zhe)一觀(guan)點。同時(shi)對(dui)粘滯假(jia)說提出(chu)了異議:①粘滯力(主要(yao)(yao)(yao)是(shi)指液體(ti)和固體(ti)表(biao)面的(de)(de)附著力)要(yao)(yao)(yao)在(zai)間隙為(wei)10-9m或更小時(shi)才起作用(yong),在(zai)微米級的(de)(de)密封(feng)(feng)(feng)間隙中不(bu)起作用(yong);②粘滯是(shi)一種(zhong)動力學的(de)(de)特征,而(er)在(zai)密封(feng)(feng)(feng)處于零泄漏時(shi),徑向是(shi)沒有動力學過(guo)程的(de)(de)。國內(nei)李克永等也著文贊同表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力假(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等在低壓黑水機械密封潤(run)滑狀況的試驗研究中,觀察(cha)到液膜(mo)內存在(zai)著(zhu)張(zhang)(zhang)力區(qu)。通過密(mi)封運轉(zhuan)期間壓力傳感器測(ce)出了相(xiang)變區(qu)的壓力及液膜(mo)破壞前(qian)在(zai)相(xiang)變區(qu)受到張(zhang)(zhang)力的作(zuo)用。基于(yu)端(duan)面(mian)內有空化(hua)、汽化(hua)現象(xiang)的事實,J Digard及M Genhle認為多級氣(qi)隙形(xing)成多次表面(mian)張(zhang)(zhang)力作(zuo)用是(shi)提高總的密(mi)封能(neng)力的主要原因。
然而,以EFBoon為代表的(de)粘(zhan)(zhan)(zhan)滯假說,認為某些液體(ti)分子由(you)于粘(zhan)(zhan)(zhan)性被(bei)粘(zhan)(zhan)(zhan)貼在密封(feng)面上(shang),這(zhe)種因壓差(cha)在密封(feng)間(jian)隙中產生粘(zhan)(zhan)(zhan)滯力(li)能阻止介質(zhi)的(de)泄(xie)漏。
國內鄭海泉、陳汝灼從反(fan)面(mian)(mian)論證了表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)(li)假(jia)(jia)說(shuo)的(de)(de)局限性(xing):①按表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)(li)計(ji)算出(chu)的(de)(de)最大密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)其(qi)數(shu)值太小,以(yi)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)(li)較大的(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)間隙為1μm的(de)(de)正常情(qing)況下,最大的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)不(bu)(bu)足0.15MPa。若要考慮各種因(yin)素的(de)(de)影(ying)響,修(xiu)正后數(shu)值更小。空(kong)(kong)化現象(xiang)的(de)(de)成因(yin)、性(xing)質、形態、分布等尚(shang)不(bu)(bu)清楚,且密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)處于靜止時并不(bu)(bu)產生空(kong)(kong)化現象(xiang),因(yin)此(ci)解釋(shi)不(bu)(bu)了靜止時仍有很高(gao)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)這一事(shi)實(shi);②表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)(li)假(jia)(jia)說(shuo)必須以(yi)不(bu)(bu)漏為前提,一旦泄漏就幾乎完全喪失(shi)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)。因(yin)為泄漏不(bu)(bu)但(dan)使濕(shi)潤角降(jiang)低,特(te)別是彎(wan)月面(mian)(mian)的(de)(de)形狀和對(dui)應的(de)(de)液膜厚度都要朝降(jiang)低密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)方向變化,故密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)會顯著降(jiang)低。這不(bu)(bu)但(dan)不(bu)(bu)能解釋(shi)一般密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)或(huo)多或(huo)少有點泄漏的(de)(de)實(shi)際情(qing)況,對(dui)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)內外都有液體(ti)的(de)(de)多端面(mian)(mian)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)能力(li)(li)(li)(li)更無法解釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在黑水機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對黑水機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通黑水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。在普通黑水機械密封上,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黑水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黑水機械密封領域(yu)占有重(zhong)要位置的混(hun)合潤滑理論(lun)重(zhong)新(xin)認識。
可見黑水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,對黑水機械密封的設(she)計制造以(yi)及(ji)應用都起著重(zhong)要的指導(dao)作用。