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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:134289 來(lai)源:
對于而言,形(xing)成(cheng)密封作(zuo)用的假說基本上分成(cheng)兩類,即表面張力(li)假說和(he)粘滯力(li)假說。
最早提(ti)出表面(mian)(mian)張力(li)假說的(de)是A Brkich。該假說認為端面(mian)(mian)間穩定(ding)而可靠的(de)密封主(zhu)要是表面(mian)(mian)張力(li)作用的(de)結果,密封端面(mian)(mian)實際上并不是理(li)想(xiang)的(de)光(guang)滑(hua)平面(mian)(mian),少量突起部分存在(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采(cai)用試驗論述了(le)表面(mian)(mian)張力(li)是密封重要因素這一觀點。同(tong)時對(dui)粘(zhan)滯(zhi)(zhi)假說提(ti)出了(le)異議:①粘(zhan)滯(zhi)(zhi)力(li)(主(zhu)要是指液體(ti)和固(gu)體(ti)表面(mian)(mian)的(de)附著(zhu)力(li))要在(zai)間隙為10-9m或更小時才起作用,在(zai)微米級的(de)密封間隙中不起作用;②粘(zhan)滯(zhi)(zhi)是一種動力(li)學的(de)特征,而在(zai)密封處于零泄漏時,徑(jing)向是沒有動力(li)學過程的(de)。國內李克(ke)永等也著(zhu)文(wen)贊同(tong)表面(mian)(mian)張力(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等在低壓孝感機械密封潤(run)滑狀況的(de)試驗(yan)研究中,觀察到液膜內存(cun)在著(zhu)張(zhang)力區。通過密封(feng)運(yun)轉期間壓力傳(chuan)感器測出了相(xiang)變(bian)(bian)區的(de)壓力及(ji)液膜破壞前在相(xiang)變(bian)(bian)區受到張(zhang)力的(de)作用。基于端面(mian)內有空(kong)化、汽化現(xian)象的(de)事實,J Digard及(ji)M Genhle認(ren)為多級氣隙形成多次表(biao)面(mian)張(zhang)力作用是提(ti)高總的(de)密封(feng)能力的(de)主(zhu)要原因。
然而,以(yi)EFBoon為(wei)代(dai)表(biao)的(de)(de)粘(zhan)(zhan)滯假說(shuo),認為(wei)某些液(ye)體分子由于粘(zhan)(zhan)性被粘(zhan)(zhan)貼在(zai)(zai)密(mi)封面上,這(zhe)種因壓(ya)差在(zai)(zai)密(mi)封間隙中產生(sheng)粘(zhan)(zhan)滯力(li)能(neng)阻止介質的(de)(de)泄漏。
國內鄭(zheng)海泉、陳汝灼從反(fan)面(mian)(mian)論證了表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)(de)(de)局限性:①按表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)計算出的(de)(de)(de)(de)(de)最大密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)其數(shu)值太小(xiao),以表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)較大的(de)(de)(de)(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)(de)(de)(de)正常情(qing)(qing)況(kuang)下,最大的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)不(bu)(bu)足(zu)0.15MPa。若(ruo)要考慮各種因(yin)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)影響,修(xiu)正后數(shu)值更小(xiao)。空化現(xian)象的(de)(de)(de)(de)(de)成因(yin)、性質、形(xing)態、分布(bu)等尚(shang)不(bu)(bu)清楚,且(qie)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)處于靜止時并不(bu)(bu)產生(sheng)空化現(xian)象,因(yin)此解釋不(bu)(bu)了靜止時仍有很高密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)這(zhe)一事實(shi);②表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)假說(shuo)必須以不(bu)(bu)漏為(wei)前提,一旦泄(xie)漏就幾乎完全喪(sang)失密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)。因(yin)為(wei)泄(xie)漏不(bu)(bu)但使濕潤角降低,特別是(shi)彎月(yue)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀和對應的(de)(de)(de)(de)(de)液膜厚(hou)度都要朝降低密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)方向變化,故密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)會顯(xian)著降低。這(zhe)不(bu)(bu)但不(bu)(bu)能(neng)解釋一般(ban)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)或(huo)多或(huo)少有點(dian)泄(xie)漏的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際情(qing)(qing)況(kuang),對密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)內外都有液體的(de)(de)(de)(de)(de)多端面(mian)(mian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)力(li)(li)(li)更無法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在孝感機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對孝感機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通孝感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。在普通孝感機械密封上,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孝感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孝感機械密封領(ling)域占有(you)重要位(wei)置的混合潤(run)滑(hua)理論重新(xin)認識。
可見孝感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,對孝感機械密封的設計制造以及(ji)應用都起(qi)著(zhu)重要的指導作用。