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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣(qi):126210 來源:
對于而言,形成密封作用的(de)假說基本上分成兩類(lei),即表面張力(li)假說和粘滯力(li)假說。
最早(zao)提出表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)假(jia)說的(de)(de)是(shi)(shi)A Brkich。該假(jia)說認(ren)為端(duan)面(mian)間穩定(ding)而可靠(kao)的(de)(de)密(mi)封(feng)主要是(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)結果(guo),密(mi)封(feng)端(duan)面(mian)實際上并不是(shi)(shi)理想(xiang)的(de)(de)光(guang)滑(hua)平面(mian),少量突起部分存在(zai)(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采(cai)用(yong)(yong)試驗論述了表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)是(shi)(shi)密(mi)封(feng)重(zhong)要因素這一觀(guan)點。同時對粘滯(zhi)假(jia)說提出了異議:①粘滯(zhi)力(li)(li)(主要是(shi)(shi)指液體(ti)和固體(ti)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)附著(zhu)力(li)(li))要在(zai)(zai)間隙(xi)為10-9m或(huo)更小(xiao)時才(cai)起作(zuo)用(yong)(yong),在(zai)(zai)微(wei)米級的(de)(de)密(mi)封(feng)間隙(xi)中不起作(zuo)用(yong)(yong);②粘滯(zhi)是(shi)(shi)一種動力(li)(li)學的(de)(de)特征,而在(zai)(zai)密(mi)封(feng)處于零泄漏時,徑向(xiang)是(shi)(shi)沒有動力(li)(li)學過程的(de)(de)。國內李克永等也著(zhu)文贊同表(biao)(biao)面(mian)張力(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等在低壓合作機械密封潤滑狀(zhuang)況的(de)試(shi)驗(yan)研究中,觀察到(dao)液(ye)膜內存在著(zhu)張力(li)區(qu)。通(tong)過密封(feng)運(yun)轉期間壓(ya)力(li)傳感器測出(chu)了相(xiang)變(bian)區(qu)的(de)壓(ya)力(li)及液(ye)膜破壞前在相(xiang)變(bian)區(qu)受到(dao)張力(li)的(de)作(zuo)用(yong)。基于端面內有(you)空化(hua)、汽化(hua)現象的(de)事實,J Digard及M Genhle認(ren)為(wei)多級(ji)氣隙(xi)形成多次表面張力(li)作(zuo)用(yong)是提高總的(de)密封(feng)能(neng)力(li)的(de)主要原因。
然而,以EFBoon為(wei)代(dai)表的粘(zhan)滯(zhi)假(jia)說,認為(wei)某些液體分(fen)子由于(yu)粘(zhan)性被粘(zhan)貼在密(mi)封面上(shang),這(zhe)種因壓差在密(mi)封間隙中產生粘(zhan)滯(zhi)力能阻止(zhi)介質的泄漏。
國內鄭(zheng)海泉、陳汝灼(zhuo)從反(fan)面(mian)論(lun)證了(le)表(biao)面(mian)張力(li)(li)假說(shuo)的(de)(de)局限(xian)性(xing):①按表(biao)面(mian)張力(li)(li)計算出的(de)(de)最大密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)其數值太小(xiao),以(yi)表(biao)面(mian)張力(li)(li)較大的(de)(de)水來說(shuo),在(zai)密(mi)封(feng)(feng)間隙(xi)為(wei)1μm的(de)(de)正常情況下,最大的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)不(bu)(bu)(bu)足0.15MPa。若要考慮各種(zhong)因(yin)(yin)素(su)的(de)(de)影(ying)響,修正后數值更小(xiao)。空化(hua)現象的(de)(de)成因(yin)(yin)、性(xing)質、形態、分布等尚不(bu)(bu)(bu)清楚,且密(mi)封(feng)(feng)處于靜止時并(bing)不(bu)(bu)(bu)產生空化(hua)現象,因(yin)(yin)此(ci)解釋(shi)不(bu)(bu)(bu)了(le)靜止時仍有很(hen)高密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)這一(yi)事(shi)實;②表(biao)面(mian)張力(li)(li)假說(shuo)必須以(yi)不(bu)(bu)(bu)漏(lou)(lou)為(wei)前提,一(yi)旦(dan)泄漏(lou)(lou)就幾(ji)乎(hu)完(wan)全喪(sang)失密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)。因(yin)(yin)為(wei)泄漏(lou)(lou)不(bu)(bu)(bu)但使濕(shi)潤角降低,特別是彎(wan)月面(mian)的(de)(de)形狀(zhuang)和對應的(de)(de)液膜厚度都要朝降低密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)的(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)會(hui)顯著降低。這不(bu)(bu)(bu)但不(bu)(bu)(bu)能解釋(shi)一(yi)般密(mi)封(feng)(feng)或多(duo)或少有點泄漏(lou)(lou)的(de)(de)實際(ji)情況,對密(mi)封(feng)(feng)面(mian)內外都有液體的(de)(de)多(duo)端面(mian)密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)更無法(fa)解釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在合作機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對合作機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通合作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。在普通合作機械密封上,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合作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合作機械密封領(ling)域占有重要位置(zhi)的混合潤滑(hua)理論(lun)重新認識。
可見合作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,對合作機械密封的設計制造以及應用都(dou)起著重要的指導作用。