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發布時(shi)間:2022-01-12 11:31:46 人氣:133543 來源:
對于而言(yan),形成密封作用的(de)假說(shuo)基(ji)本上(shang)分成兩類,即表面張(zhang)力假說(shuo)和粘滯力假說(shuo)。
最(zui)早提出表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)假說(shuo)(shuo)的(de)(de)(de)(de)是(shi)A Brkich。該假說(shuo)(shuo)認(ren)為端面(mian)間穩定而可靠的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)主要是(shi)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)結果,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)實際(ji)上(shang)并不(bu)是(shi)理想的(de)(de)(de)(de)光滑(hua)平面(mian),少量突起部分存(cun)在著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗論述了表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)是(shi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)重(zhong)要因(yin)素這一觀點。同時對粘(zhan)(zhan)滯(zhi)假說(shuo)(shuo)提出了異議:①粘(zhan)(zhan)滯(zhi)力(li)(li)(主要是(shi)指(zhi)液體(ti)和固體(ti)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)附著(zhu)力(li)(li))要在間隙為10-9m或更小時才(cai)起作用(yong),在微(wei)米級的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)間隙中不(bu)起作用(yong);②粘(zhan)(zhan)滯(zhi)是(shi)一種動(dong)力(li)(li)學的(de)(de)(de)(de)特征,而在密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)處于零泄漏時,徑(jing)向是(shi)沒有動(dong)力(li)(li)學過程的(de)(de)(de)(de)。國內李克(ke)永等也(ye)著(zhu)文贊(zan)同表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)假說(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等在低壓錦江機械密封潤滑狀況的(de)(de)試驗研究中,觀察到(dao)液(ye)膜(mo)內存在著(zhu)張力(li)(li)區(qu)。通過密封運轉期間壓力(li)(li)傳感器測出了相變(bian)區(qu)的(de)(de)壓力(li)(li)及液(ye)膜(mo)破壞前在相變(bian)區(qu)受到(dao)張力(li)(li)的(de)(de)作用(yong)。基于(yu)端面內有空(kong)化、汽化現(xian)象的(de)(de)事實,J Digard及M Genhle認(ren)為多級氣隙形成多次表面張力(li)(li)作用(yong)是提高總的(de)(de)密封能(neng)力(li)(li)的(de)(de)主要原因。
然而,以EFBoon為代表的粘滯(zhi)(zhi)假說,認為某(mou)些(xie)液體(ti)分子由于粘性被(bei)粘貼在(zai)密(mi)封面上,這種因(yin)壓差在(zai)密(mi)封間(jian)隙中(zhong)產生粘滯(zhi)(zhi)力能阻止介(jie)質的泄漏。
國內(nei)鄭海泉、陳(chen)汝灼(zhuo)從反面(mian)(mian)論證了(le)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)假(jia)說的(de)(de)局限性(xing)(xing):①按(an)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)計算(suan)出的(de)(de)最大密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)其數值太小(xiao),以表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)較大的(de)(de)水來(lai)說,在密(mi)封(feng)(feng)(feng)間(jian)隙為(wei)1μm的(de)(de)正(zheng)常情況下,最大的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)不(bu)(bu)(bu)足0.15MPa。若要考(kao)慮各(ge)種因素的(de)(de)影響(xiang),修正(zheng)后數值更小(xiao)。空化(hua)現象的(de)(de)成因、性(xing)(xing)質、形(xing)態、分布等(deng)尚不(bu)(bu)(bu)清楚,且密(mi)封(feng)(feng)(feng)處于靜止(zhi)時并不(bu)(bu)(bu)產(chan)生空化(hua)現象,因此解釋不(bu)(bu)(bu)了(le)靜止(zhi)時仍有(you)很高密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)這一事實;②表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)假(jia)說必須(xu)以不(bu)(bu)(bu)漏為(wei)前提(ti),一旦泄漏就幾(ji)乎完全喪失密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)。因為(wei)泄漏不(bu)(bu)(bu)但使濕潤(run)角(jiao)降(jiang)(jiang)低(di),特別是彎月(yue)面(mian)(mian)的(de)(de)形(xing)狀和對(dui)應的(de)(de)液膜厚度都要朝(chao)降(jiang)(jiang)低(di)密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)的(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)會顯(xian)著降(jiang)(jiang)低(di)。這不(bu)(bu)(bu)但不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)解釋一般密(mi)封(feng)(feng)(feng)或多或少(shao)有(you)點泄漏的(de)(de)實際情況,對(dui)密(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)內(nei)外都有(you)液體的(de)(de)多端(duan)面(mian)(mian)密(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)更無法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在錦江機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對錦江機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通錦江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。在普通錦江機械密封上,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錦江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錦江機械密封領域(yu)占(zhan)有重要位置的混(hun)合潤滑理論重新認(ren)識。
可見錦江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,對錦江機械密封的設計(ji)制(zhi)造以及應用都起著重要的指導作用。