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發布(bu)時間(jian):2022-01-12 11:31:46 人氣:135987 來源:
對于(yu)而言(yan),形成密封作用的假說(shuo)基本(ben)上(shang)分成兩類,即表(biao)面張(zhang)力(li)假說(shuo)和粘滯力(li)假說(shuo)。
最(zui)早(zao)提出表(biao)面(mian)張力(li)假(jia)說的(de)是(shi)(shi)A Brkich。該(gai)假(jia)說認為端(duan)(duan)面(mian)間穩(wen)定而(er)可靠的(de)密封(feng)主要是(shi)(shi)表(biao)面(mian)張力(li)作(zuo)用(yong)的(de)結(jie)果,密封(feng)端(duan)(duan)面(mian)實際上并不是(shi)(shi)理(li)想的(de)光滑平(ping)面(mian),少量突起部分存在著(zhu)直(zhi)接接觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗論述了(le)(le)表(biao)面(mian)張力(li)是(shi)(shi)密封(feng)重要因(yin)素這一觀(guan)點(dian)。同時(shi)對(dui)粘滯(zhi)假(jia)說提出了(le)(le)異議:①粘滯(zhi)力(li)(主要是(shi)(shi)指(zhi)液體和固體表(biao)面(mian)的(de)附著(zhu)力(li))要在間隙為10-9m或更(geng)小(xiao)時(shi)才起作(zuo)用(yong),在微米級的(de)密封(feng)間隙中不起作(zuo)用(yong);②粘滯(zhi)是(shi)(shi)一種動(dong)力(li)學的(de)特征,而(er)在密封(feng)處于(yu)零泄(xie)漏(lou)時(shi),徑向是(shi)(shi)沒有(you)動(dong)力(li)學過程的(de)。國內李克永等也(ye)著(zhu)文(wen)贊同表(biao)面(mian)張力(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等在低壓天寧機械密封潤滑狀況的試驗研究中,觀察到液膜內(nei)存在著張力(li)區(qu)。通過密封(feng)運轉期間壓(ya)力(li)傳感器(qi)測出了(le)相變區(qu)的壓(ya)力(li)及液膜破壞前在相變區(qu)受(shou)到張力(li)的作用(yong)(yong)。基于端(duan)面內(nei)有空(kong)化(hua)、汽化(hua)現象的事(shi)實(shi),J Digard及M Genhle認為多(duo)級氣隙(xi)形成多(duo)次表面張力(li)作用(yong)(yong)是提(ti)高總(zong)的密封(feng)能力(li)的主要(yao)原因。
然而,以EFBoon為(wei)代表的粘滯假說,認為(wei)某(mou)些液體分子由于粘性(xing)被粘貼在密(mi)封面上,這種因壓差在密(mi)封間(jian)隙中產生粘滯力能阻(zu)止介(jie)質的泄漏。
國內鄭(zheng)海泉(quan)、陳汝灼從反面(mian)(mian)論證了(le)表面(mian)(mian)張(zhang)力假說(shuo)的(de)(de)局(ju)限性:①按表面(mian)(mian)張(zhang)力計算出的(de)(de)最大密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力其數(shu)值太小,以表面(mian)(mian)張(zhang)力較大的(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)正常(chang)情(qing)況(kuang)下,最大的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力不足0.15MPa。若要考(kao)慮(lv)各種因素的(de)(de)影響(xiang),修正后數(shu)值更(geng)小。空(kong)(kong)化(hua)現象的(de)(de)成因、性質、形態、分布等尚不清(qing)楚(chu),且密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)處于靜止時并不產生空(kong)(kong)化(hua)現象,因此解(jie)釋(shi)不了(le)靜止時仍(reng)有很(hen)高密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力這一事實;②表面(mian)(mian)張(zhang)力假說(shuo)必須以不漏(lou)為(wei)前提,一旦泄漏(lou)就幾乎(hu)完(wan)全喪(sang)失密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力。因為(wei)泄漏(lou)不但使濕潤角降(jiang)低(di),特別是彎月面(mian)(mian)的(de)(de)形狀和對應的(de)(de)液膜厚度都要朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力的(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力會顯著降(jiang)低(di)。這不但不能(neng)(neng)解(jie)釋(shi)一般密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)或(huo)多(duo)或(huo)少(shao)有點泄漏(lou)的(de)(de)實際情(qing)況(kuang),對密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)內外都有液體的(de)(de)多(duo)端面(mian)(mian)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)力更(geng)無法解(jie)釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在天寧機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對天寧機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通天寧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。在普通天寧機械密封上,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天寧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天寧機械密封領域占有(you)重要(yao)位(wei)置(zhi)的混合潤滑(hua)理論重新認識。
可見天寧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,對天寧機械密封的(de)設計制造以及應用都起著重要的(de)指導作(zuo)用。