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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人(ren)氣:126007 來源:
對于而言,形成密封(feng)作用的假說(shuo)基(ji)本上分成兩類(lei),即表面張力(li)假說(shuo)和粘滯(zhi)力(li)假說(shuo)。
最(zui)早提出表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)假說的(de)是(shi)(shi)A Brkich。該假說認為端(duan)面(mian)間穩定而(er)可靠的(de)密封(feng)主要是(shi)(shi)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)作用的(de)結果,密封(feng)端(duan)面(mian)實際上并不是(shi)(shi)理想的(de)光(guang)滑平面(mian),少量突起部分(fen)存(cun)在(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采(cai)用試驗(yan)論述(shu)了(le)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)是(shi)(shi)密封(feng)重要因素這一觀點。同(tong)時對粘滯假說提出了(le)異議:①粘滯力(li)(li)(li)(主要是(shi)(shi)指(zhi)液體和固(gu)體表(biao)面(mian)的(de)附著(zhu)力(li)(li)(li))要在(zai)間隙為10-9m或更小時才起作用,在(zai)微米級(ji)的(de)密封(feng)間隙中(zhong)不起作用;②粘滯是(shi)(shi)一種動力(li)(li)(li)學的(de)特征(zheng),而(er)在(zai)密封(feng)處(chu)于零(ling)泄漏時,徑向是(shi)(shi)沒有動力(li)(li)(li)學過程(cheng)的(de)。國(guo)內李克永(yong)等也(ye)著(zhu)文贊(zan)同(tong)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)假說。
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等在低壓河曲機械密封潤滑狀況的試驗研究(jiu)中,觀察(cha)到液膜內存在著張力(li)(li)(li)區。通過密(mi)封運轉期間(jian)壓力(li)(li)(li)傳感器測(ce)出了相變(bian)(bian)區的壓力(li)(li)(li)及(ji)液膜破壞前(qian)在相變(bian)(bian)區受到張力(li)(li)(li)的作(zuo)用。基于端面(mian)內有空化、汽(qi)化現象的事實,J Digard及(ji)M Genhle認為(wei)多級氣隙形成多次表面(mian)張力(li)(li)(li)作(zuo)用是提高總的密(mi)封能力(li)(li)(li)的主要原(yuan)因。
然而,以EFBoon為代表(biao)的粘滯(zhi)假說,認(ren)為某(mou)些液體分(fen)子由于粘性(xing)被粘貼在密封(feng)面(mian)上,這種因壓(ya)差在密封(feng)間隙中產生粘滯(zhi)力能阻(zu)止介質的泄漏。
國內(nei)鄭海泉、陳汝灼從(cong)反面(mian)(mian)論證(zheng)了表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)假(jia)說的(de)(de)局限性:①按表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)計(ji)算(suan)出的(de)(de)最大(da)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)其(qi)數值太小,以表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)較大(da)的(de)(de)水來說,在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)正(zheng)常情況下,最大(da)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)不足0.15MPa。若要考慮(lv)各(ge)種因素的(de)(de)影(ying)響,修正(zheng)后(hou)數值更小。空化(hua)現象的(de)(de)成(cheng)因、性質(zhi)、形態、分布(bu)等尚不清楚,且密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)處于靜止(zhi)時(shi)并不產生空化(hua)現象,因此解(jie)釋(shi)(shi)不了靜止(zhi)時(shi)仍(reng)有(you)很高密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)這(zhe)一(yi)事實(shi);②表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)假(jia)說必須以不漏(lou)為(wei)前提,一(yi)旦泄(xie)漏(lou)就(jiu)幾乎(hu)完全喪失密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)。因為(wei)泄(xie)漏(lou)不但(dan)使濕(shi)潤角(jiao)降(jiang)低,特別是(shi)彎月面(mian)(mian)的(de)(de)形狀和對應(ying)的(de)(de)液(ye)膜厚度(du)都(dou)要朝降(jiang)低密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)的(de)(de)方(fang)向變化(hua),故密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)會顯著降(jiang)低。這(zhe)不但(dan)不能(neng)(neng)解(jie)釋(shi)(shi)一(yi)般(ban)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)或多或少有(you)點泄(xie)漏(lou)的(de)(de)實(shi)際情況,對密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)內(nei)外都(dou)有(you)液(ye)體的(de)(de)多端面(mian)(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)更無法解(jie)釋(shi)(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在河曲機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對河曲機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通河曲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。在普通河曲機械密封上,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河曲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河曲機械密封領(ling)域占有重(zhong)要位置的混合(he)潤滑理(li)論重(zhong)新認識(shi)。
可見河曲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,對河曲機械密封的設計(ji)制造以及應(ying)用(yong)都起著重要的指導作用(yong)。