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發布(bu)時(shi)間:2022-01-12 11:31:46 人氣(qi):135302 來源:
對于而言(yan),形成密封(feng)作用(yong)的假說基本上分成兩類,即表面張力假說和粘滯力假說。
最早(zao)提出表面(mian)張力(li)(li)(li)假說的是(shi)A Brkich。該假說認為端面(mian)間(jian)穩定(ding)而可靠的密(mi)封主(zhu)要(yao)是(shi)表面(mian)張力(li)(li)(li)作用(yong)的結果,密(mi)封端面(mian)實際上并不是(shi)理想的光滑平面(mian),少量突起部分存(cun)在著直接接觸。G E Rajakovics采(cai)用(yong)試驗論述了表面(mian)張力(li)(li)(li)是(shi)密(mi)封重要(yao)因素這一觀點。同時對(dui)粘滯假說提出了異(yi)議:①粘滯力(li)(li)(li)(主(zhu)要(yao)是(shi)指液體和(he)固體表面(mian)的附著力(li)(li)(li))要(yao)在間(jian)隙為10-9m或(huo)更(geng)小時才起作用(yong),在微米級的密(mi)封間(jian)隙中不起作用(yong);②粘滯是(shi)一種動(dong)力(li)(li)(li)學的特征,而在密(mi)封處于零(ling)泄漏時,徑向是(shi)沒有(you)動(dong)力(li)(li)(li)學過程的。國內(nei)李克永等(deng)也著文贊同表面(mian)張力(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等在低壓瑪多機械密封潤(run)滑狀況的(de)(de)試驗研究中,觀(guan)察到(dao)(dao)液膜(mo)內存在著張(zhang)力(li)(li)(li)區。通過密封運轉期間壓力(li)(li)(li)傳感器測(ce)出了相變區的(de)(de)壓力(li)(li)(li)及(ji)(ji)液膜(mo)破壞前在相變區受到(dao)(dao)張(zhang)力(li)(li)(li)的(de)(de)作用。基于端面內有空化、汽(qi)化現象的(de)(de)事(shi)實,J Digard及(ji)(ji)M Genhle認(ren)為多級氣隙(xi)形(xing)成多次表面張(zhang)力(li)(li)(li)作用是提高總的(de)(de)密封能力(li)(li)(li)的(de)(de)主要原因。
然而(er),以EFBoon為代表(biao)的粘滯(zhi)假說,認為某些液體分子由于(yu)粘性被粘貼(tie)在密封面上,這種因壓差在密封間隙中產(chan)生(sheng)粘滯(zhi)力能阻止介質的泄漏(lou)。
國內鄭(zheng)海泉、陳汝灼從反面(mian)(mian)(mian)論證(zheng)了表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)(li)假說(shuo)(shuo)的(de)局限性:①按(an)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)(li)計算出的(de)最(zui)大(da)密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)其(qi)數(shu)值(zhi)太小,以表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)(li)較大(da)的(de)水(shui)來說(shuo)(shuo),在密封(feng)(feng)間隙(xi)為1μm的(de)正(zheng)(zheng)常情況(kuang)(kuang)下,最(zui)大(da)的(de)密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)足0.15MPa。若要考慮各種因素的(de)影響,修正(zheng)(zheng)后數(shu)值(zhi)更小。空化現(xian)象的(de)成因、性質、形(xing)態、分布等(deng)尚不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)清(qing)楚,且密封(feng)(feng)處于靜止時并不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)產生(sheng)空化現(xian)象,因此解釋(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)了靜止時仍有很高密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)這一事實;②表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)(li)假說(shuo)(shuo)必須(xu)以不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)漏(lou)為前提,一旦泄漏(lou)就(jiu)幾乎完全喪失密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)。因為泄漏(lou)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)但使濕潤角降(jiang)低(di),特別是彎(wan)月面(mian)(mian)(mian)的(de)形(xing)狀和對應(ying)的(de)液膜厚度都(dou)要朝降(jiang)低(di)密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)的(de)方(fang)向(xiang)變化,故(gu)密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)會顯著降(jiang)低(di)。這不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)但不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)解釋(shi)一般密封(feng)(feng)或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少(shao)有點(dian)泄漏(lou)的(de)實際情況(kuang)(kuang),對密封(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)內外都(dou)有液體(ti)的(de)多端面(mian)(mian)(mian)密封(feng)(feng)的(de)密封(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)更無法解釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在瑪多機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對瑪多機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通瑪多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。在普通瑪多機械密封上,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瑪多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瑪多機械密封領域(yu)占(zhan)有重(zhong)要位置(zhi)的混合潤滑(hua)理論重(zhong)新認識。
可見瑪多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,對瑪多機械密封的設計制造以及應用都(dou)起(qi)著重要的指導(dao)作用。