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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:133490 來源(yuan):
對(dui)于而言,形成密封作用(yong)的假說基(ji)本(ben)上(shang)分成兩類,即表面張力(li)假說和粘滯(zhi)力(li)假說。
最早提出表面(mian)張(zhang)力(li)假說(shuo)(shuo)(shuo)的(de)是(shi)A Brkich。該假說(shuo)(shuo)(shuo)認(ren)為端(duan)面(mian)間穩定(ding)而可靠的(de)密(mi)封(feng)主要是(shi)表面(mian)張(zhang)力(li)作用(yong)的(de)結果,密(mi)封(feng)端(duan)面(mian)實(shi)際上并不是(shi)理想的(de)光滑平面(mian),少量突起部分(fen)存在(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗論(lun)述了(le)表面(mian)張(zhang)力(li)是(shi)密(mi)封(feng)重(zhong)要因(yin)素這(zhe)一觀點(dian)。同時(shi)對粘滯(zhi)假說(shuo)(shuo)(shuo)提出了(le)異議:①粘滯(zhi)力(li)(主要是(shi)指液體(ti)和(he)固體(ti)表面(mian)的(de)附著(zhu)力(li))要在(zai)間隙(xi)為10-9m或更(geng)小時(shi)才起作用(yong),在(zai)微米(mi)級的(de)密(mi)封(feng)間隙(xi)中不起作用(yong);②粘滯(zhi)是(shi)一種(zhong)動力(li)學的(de)特征,而在(zai)密(mi)封(feng)處于(yu)零(ling)泄(xie)漏(lou)時(shi),徑向是(shi)沒有動力(li)學過(guo)程的(de)。國(guo)內李克永等也著(zhu)文贊同表面(mian)張(zhang)力(li)假說(shuo)(shuo)(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等在低壓建華機械密封潤(run)滑狀況(kuang)的(de)(de)試(shi)驗研究中,觀察到(dao)液(ye)膜(mo)內存在著張(zhang)力(li)區。通過密(mi)封運轉期間壓(ya)力(li)傳(chuan)感器(qi)測出了相變區的(de)(de)壓(ya)力(li)及液(ye)膜(mo)破壞前在相變區受到(dao)張(zhang)力(li)的(de)(de)作用。基于端面內有空化、汽(qi)化現象的(de)(de)事實(shi),J Digard及M Genhle認為多級氣隙形成多次(ci)表面張(zhang)力(li)作用是提(ti)高總的(de)(de)密(mi)封能(neng)力(li)的(de)(de)主要原因。
然而(er),以EFBoon為(wei)代(dai)表的(de)粘(zhan)滯(zhi)假(jia)說(shuo),認為(wei)某些液體分(fen)子由(you)于(yu)粘(zhan)性被粘(zhan)貼在密封面上,這種因壓差(cha)在密封間隙(xi)中產生粘(zhan)滯(zhi)力能(neng)阻止介質的(de)泄漏。
國內(nei)鄭海泉、陳汝灼從(cong)反面(mian)(mian)(mian)論證(zheng)了(le)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)局限(xian)性:①按(an)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)計算出的(de)(de)(de)最(zui)大(da)(da)密封(feng)(feng)能力(li)(li)其(qi)數值太小,以(yi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)較大(da)(da)的(de)(de)(de)水來說(shuo),在密封(feng)(feng)間隙(xi)為(wei)1μm的(de)(de)(de)正常情況下,最(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)密封(feng)(feng)能力(li)(li)不(bu)(bu)足(zu)0.15MPa。若要考慮各種因素的(de)(de)(de)影響(xiang),修(xiu)正后數值更小。空化現象(xiang)的(de)(de)(de)成因、性質、形(xing)(xing)態(tai)、分布等尚不(bu)(bu)清楚(chu),且密封(feng)(feng)處于靜止時并不(bu)(bu)產(chan)生空化現象(xiang),因此解釋不(bu)(bu)了(le)靜止時仍有很高密封(feng)(feng)能力(li)(li)這(zhe)一事實;②表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)假說(shuo)必須以(yi)不(bu)(bu)漏(lou)為(wei)前提,一旦泄漏(lou)就幾乎(hu)完(wan)全喪失密封(feng)(feng)能力(li)(li)。因為(wei)泄漏(lou)不(bu)(bu)但使濕潤角降(jiang)低(di),特別是(shi)彎(wan)月面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀和(he)對(dui)應的(de)(de)(de)液膜厚度都(dou)要朝(chao)降(jiang)低(di)密封(feng)(feng)能力(li)(li)的(de)(de)(de)方向變化,故密封(feng)(feng)能力(li)(li)會顯著(zhu)降(jiang)低(di)。這(zhe)不(bu)(bu)但不(bu)(bu)能解釋一般密封(feng)(feng)或(huo)多或(huo)少(shao)有點泄漏(lou)的(de)(de)(de)實際情況,對(dui)密封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)內(nei)外都(dou)有液體(ti)的(de)(de)(de)多端面(mian)(mian)(mian)密封(feng)(feng)的(de)(de)(de)密封(feng)(feng)能力(li)(li)更無法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在建華機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對建華機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通建華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。在普通建華機械密封上,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建華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建華機械密封領域占有重要(yao)位(wei)置的(de)混(hun)合潤滑理(li)論重新認識。
可見建華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,對建華機械密封的設計制造(zao)以及應用(yong)都(dou)起著重要(yao)的指導作(zuo)用(yong)。