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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:133487 來源:
對于(yu)而言,形成密封作用(yong)的假(jia)說(shuo)基本上分成兩類,即(ji)表面張力假(jia)說(shuo)和(he)粘滯(zhi)力假(jia)說(shuo)。
最早提出表面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)假(jia)(jia)說(shuo)的(de)是A Brkich。該假(jia)(jia)說(shuo)認為(wei)(wei)端面(mian)(mian)(mian)(mian)間(jian)穩定而可靠的(de)密(mi)封(feng)主要(yao)(yao)是表面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)結果,密(mi)封(feng)端面(mian)(mian)(mian)(mian)實(shi)際(ji)上并不是理想(xiang)的(de)光滑平面(mian)(mian)(mian)(mian),少(shao)量突起(qi)部分存在著(zhu)(zhu)直接(jie)接(jie)觸(chu)。G E Rajakovics采用(yong)(yong)試驗論述了表面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)是密(mi)封(feng)重(zhong)要(yao)(yao)因素這一(yi)觀點。同時(shi)(shi)對粘滯(zhi)假(jia)(jia)說(shuo)提出了異議:①粘滯(zhi)力(li)(li)(li)(主要(yao)(yao)是指液體和(he)固體表面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)附著(zhu)(zhu)力(li)(li)(li))要(yao)(yao)在間(jian)隙(xi)為(wei)(wei)10-9m或更小時(shi)(shi)才(cai)起(qi)作(zuo)用(yong)(yong),在微米級的(de)密(mi)封(feng)間(jian)隙(xi)中不起(qi)作(zuo)用(yong)(yong);②粘滯(zhi)是一(yi)種動(dong)力(li)(li)(li)學(xue)的(de)特(te)征(zheng),而在密(mi)封(feng)處于零泄(xie)漏時(shi)(shi),徑向是沒有動(dong)力(li)(li)(li)學(xue)過程的(de)。國內李(li)克永等也著(zhu)(zhu)文贊(zan)同表面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)假(jia)(jia)說(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等在低壓茂縣機械密封潤滑狀況的(de)試驗研究中,觀察到液膜內存在(zai)著(zhu)張力區(qu)。通(tong)過(guo)密(mi)封運(yun)轉(zhuan)期間壓力傳感器測出了相(xiang)變區(qu)的(de)壓力及液膜破壞前在(zai)相(xiang)變區(qu)受到張力的(de)作(zuo)用。基于(yu)端面內有(you)空化(hua)、汽化(hua)現象的(de)事實(shi),J Digard及M Genhle認為多(duo)級(ji)氣隙形成多(duo)次(ci)表(biao)面張力作(zuo)用是提高總的(de)密(mi)封能力的(de)主要(yao)原因。
然而,以EFBoon為代表的粘(zhan)滯假(jia)說,認為某些液體分子由(you)于粘(zhan)性(xing)被粘(zhan)貼在(zai)密封(feng)面上,這種因壓差(cha)在(zai)密封(feng)間(jian)隙中產生(sheng)粘(zhan)滯力能阻止介質的泄漏。
國內鄭海(hai)泉、陳汝灼(zhuo)從(cong)反面(mian)論證(zheng)了表面(mian)張力(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)局限性(xing):①按表面(mian)張力(li)計算(suan)出的(de)(de)(de)最(zui)大密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)其數(shu)值太小,以(yi)表面(mian)張力(li)較大的(de)(de)(de)水(shui)來(lai)說(shuo),在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)間(jian)隙為(wei)1μm的(de)(de)(de)正(zheng)常情(qing)(qing)況(kuang)下,最(zui)大的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)不(bu)(bu)足0.15MPa。若要(yao)考慮各種(zhong)因(yin)素的(de)(de)(de)影(ying)響,修正(zheng)后(hou)數(shu)值更小。空(kong)化(hua)現象的(de)(de)(de)成因(yin)、性(xing)質、形態、分布等尚(shang)不(bu)(bu)清楚,且密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)處(chu)于靜止(zhi)時(shi)并不(bu)(bu)產生空(kong)化(hua)現象,因(yin)此解(jie)釋不(bu)(bu)了靜止(zhi)時(shi)仍有很高(gao)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)這(zhe)一事(shi)實;②表面(mian)張力(li)假說(shuo)必須以(yi)不(bu)(bu)漏(lou)為(wei)前(qian)提,一旦泄(xie)漏(lou)就幾乎完全喪失密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)。因(yin)為(wei)泄(xie)漏(lou)不(bu)(bu)但(dan)使(shi)濕潤角降(jiang)低(di),特別是彎月面(mian)的(de)(de)(de)形狀和對應的(de)(de)(de)液膜(mo)厚度都要(yao)朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)的(de)(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)會顯著降(jiang)低(di)。這(zhe)不(bu)(bu)但(dan)不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)解(jie)釋一般密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)或(huo)多或(huo)少有點泄(xie)漏(lou)的(de)(de)(de)實際情(qing)(qing)況(kuang),對密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)內外(wai)都有液體的(de)(de)(de)多端面(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)更無法解(jie)釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在茂縣機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對茂縣機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通茂縣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。在普通茂縣機械密封上,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茂縣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茂縣機械密封領域(yu)占有重要(yao)位置的混合潤滑理論重新認識。
可見茂縣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,對茂縣機械密封的設計制(zhi)造以(yi)及(ji)應用(yong)都起著重要的指導作用(yong)。