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發布時(shi)間:2022-01-12 11:31:46 人氣:134642 來源:
對于(yu)而言,形成密封作(zuo)用的假說(shuo)基本上分成兩(liang)類,即表面張(zhang)力(li)假說(shuo)和(he)粘(zhan)滯力(li)假說(shuo)。
最早提出表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)假說的(de)(de)(de)是(shi)(shi)A Brkich。該假說認為(wei)(wei)端面(mian)(mian)(mian)間穩定而可(ke)靠的(de)(de)(de)密(mi)封主要(yao)是(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)作用(yong)的(de)(de)(de)結果(guo),密(mi)封端面(mian)(mian)(mian)實際上并不是(shi)(shi)理(li)想的(de)(de)(de)光滑平面(mian)(mian)(mian),少量(liang)突起部分存在(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗(yan)論述了表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)是(shi)(shi)密(mi)封重要(yao)因素這一觀(guan)點。同時(shi)對粘滯(zhi)假說提出了異議:①粘滯(zhi)力(li)(li)(主要(yao)是(shi)(shi)指液(ye)體(ti)和固體(ti)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)附著(zhu)力(li)(li))要(yao)在(zai)間隙為(wei)(wei)10-9m或更小(xiao)時(shi)才起作用(yong),在(zai)微米級的(de)(de)(de)密(mi)封間隙中不起作用(yong);②粘滯(zhi)是(shi)(shi)一種動力(li)(li)學的(de)(de)(de)特(te)征(zheng),而在(zai)密(mi)封處于零泄漏時(shi),徑向是(shi)(shi)沒有動力(li)(li)學過程的(de)(de)(de)。國(guo)內(nei)李克永(yong)等也著(zhu)文(wen)贊(zan)同表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(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等在低壓吳興機械密封潤滑狀況的(de)(de)試驗研(yan)究中,觀察到(dao)液(ye)膜(mo)內存在(zai)(zai)著張力(li)(li)(li)(li)區。通過密封運轉期(qi)間壓力(li)(li)(li)(li)傳(chuan)感器測出了相變(bian)區的(de)(de)壓力(li)(li)(li)(li)及(ji)液(ye)膜(mo)破壞前在(zai)(zai)相變(bian)區受到(dao)張力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用。基于端面內有(you)空化(hua)、汽(qi)化(hua)現象(xiang)的(de)(de)事實,J Digard及(ji)M Genhle認為(wei)多(duo)級氣(qi)隙(xi)形成多(duo)次表(biao)面張力(li)(li)(li)(li)作(zuo)用是提高總(zong)的(de)(de)密封能(neng)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)主要原因。
然而,以(yi)EFBoon為(wei)(wei)代表的(de)粘滯假說,認為(wei)(wei)某些液體分子由于粘性被粘貼(tie)在密封面上,這種因壓差在密封間隙中(zhong)產生粘滯力(li)能阻止(zhi)介質(zhi)的(de)泄(xie)漏(lou)。
國內(nei)鄭海泉、陳汝灼從(cong)反(fan)面(mian)(mian)論(lun)證了表面(mian)(mian)張力(li)假說(shuo)的(de)(de)局限性:①按表面(mian)(mian)張力(li)計(ji)算出(chu)的(de)(de)最大密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)其數值太小,以(yi)表面(mian)(mian)張力(li)較大的(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)間隙為1μm的(de)(de)正常情(qing)況(kuang)下,最大的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)不(bu)(bu)(bu)(bu)足0.15MPa。若要考慮各(ge)種因素(su)的(de)(de)影響,修正后數值更(geng)小。空化(hua)現象(xiang)的(de)(de)成因、性質、形(xing)態、分布等(deng)尚不(bu)(bu)(bu)(bu)清楚,且密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)處于(yu)靜止(zhi)時并不(bu)(bu)(bu)(bu)產生(sheng)空化(hua)現象(xiang),因此解(jie)釋不(bu)(bu)(bu)(bu)了靜止(zhi)時仍有(you)很高密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)這一事實(shi);②表面(mian)(mian)張力(li)假說(shuo)必須以(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)漏(lou)為前提,一旦泄漏(lou)就幾乎完(wan)全喪失(shi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)。因為泄漏(lou)不(bu)(bu)(bu)(bu)但(dan)使濕潤角(jiao)降(jiang)低,特別是彎月面(mian)(mian)的(de)(de)形(xing)狀和(he)對應的(de)(de)液膜厚度(du)都(dou)要朝降(jiang)低密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)方向(xiang)變化(hua),故密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)會顯(xian)著(zhu)降(jiang)低。這不(bu)(bu)(bu)(bu)但(dan)不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)解(jie)釋一般密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少有(you)點泄漏(lou)的(de)(de)實(shi)際情(qing)況(kuang),對密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)內(nei)外都(dou)有(you)液體的(de)(de)多端(duan)面(mian)(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力(li)更(geng)無法解(jie)釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在吳興機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對吳興機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通吳興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。在普通吳興機械密封上,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吳興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吳興機械密封領域占有重要位置(zhi)的(de)混合(he)潤滑理論重新(xin)認(ren)識。
可見吳興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,對吳興機械密封的設計制造以及應用都起(qi)著重要的指導作用。