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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人(ren)氣:134273 來源:
對(dui)于而言,形成密封作用的假說(shuo)基(ji)本上分成兩(liang)類(lei),即表面張(zhang)力(li)假說(shuo)和粘滯(zhi)力(li)假說(shuo)。
最(zui)早提出表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)假說(shuo)的是(shi)(shi)A Brkich。該假說(shuo)認為端面(mian)(mian)(mian)間穩(wen)定而可靠的密(mi)封(feng)主要(yao)是(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)作用(yong)的結(jie)果,密(mi)封(feng)端面(mian)(mian)(mian)實際上并(bing)不是(shi)(shi)理想的光滑平面(mian)(mian)(mian),少量突起(qi)部分存在著(zhu)(zhu)直接(jie)接(jie)觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗論述了(le)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)是(shi)(shi)密(mi)封(feng)重要(yao)因素這一觀點。同(tong)時(shi)對粘滯(zhi)假說(shuo)提出了(le)異議:①粘滯(zhi)力(li)(主要(yao)是(shi)(shi)指液(ye)體和固體表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的附著(zhu)(zhu)力(li))要(yao)在間隙為10-9m或(huo)更小時(shi)才起(qi)作用(yong),在微(wei)米(mi)級的密(mi)封(feng)間隙中(zhong)不起(qi)作用(yong);②粘滯(zhi)是(shi)(shi)一種動力(li)學(xue)(xue)的特征,而在密(mi)封(feng)處(chu)于零泄漏時(shi),徑向(xiang)是(shi)(shi)沒有動力(li)學(xue)(xue)過程的。國(guo)內李克永(yong)等也著(zhu)(zhu)文贊同(tong)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)假說(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等在低壓西陵機械密封潤滑狀況的試驗研究(jiu)中,觀察到液膜內存在(zai)著張(zhang)力區。通過密封運(yun)轉期間(jian)壓力傳(chuan)感器測出了相變區的壓力及液膜破壞前(qian)在(zai)相變區受到張(zhang)力的作用。基于端面內有空(kong)化(hua)、汽化(hua)現象的事實,J Digard及M Genhle認為多級氣(qi)隙形成多次(ci)表面張(zhang)力作用是提高總的密封能力的主要原因。
然(ran)而,以EFBoon為代表的粘(zhan)滯假說,認為某(mou)些液體分子由于(yu)粘(zhan)性(xing)被粘(zhan)貼在(zai)密(mi)封面上,這(zhe)種因壓差在(zai)密(mi)封間隙中產生粘(zhan)滯力能阻(zu)止介質的泄漏(lou)。
國內鄭(zheng)海泉、陳汝灼從反面論(lun)證(zheng)了表(biao)面張力(li)(li)(li)(li)(li)假說(shuo)的(de)(de)(de)(de)局限性:①按表(biao)面張力(li)(li)(li)(li)(li)計算出的(de)(de)(de)(de)最大密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)其數值太(tai)小,以表(biao)面張力(li)(li)(li)(li)(li)較大的(de)(de)(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)(de)(de)正常(chang)情況下,最大的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)不(bu)足0.15MPa。若要考慮各種因素的(de)(de)(de)(de)影響,修正后數值更(geng)小。空(kong)化現象的(de)(de)(de)(de)成(cheng)因、性質、形態(tai)、分布等尚(shang)不(bu)清楚(chu),且(qie)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)處于靜止(zhi)時并不(bu)產生(sheng)空(kong)化現象,因此解(jie)(jie)釋(shi)不(bu)了靜止(zhi)時仍有很高密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)這一(yi)事實(shi)(shi);②表(biao)面張力(li)(li)(li)(li)(li)假說(shuo)必須以不(bu)漏(lou)為(wei)前提(ti),一(yi)旦(dan)泄漏(lou)就幾乎完全(quan)喪(sang)失密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)。因為(wei)泄漏(lou)不(bu)但(dan)使濕潤(run)角降(jiang)低(di)(di),特別是(shi)彎(wan)月面的(de)(de)(de)(de)形狀和對應的(de)(de)(de)(de)液膜厚度都(dou)要朝降(jiang)低(di)(di)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)方向變化,故密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)會顯著降(jiang)低(di)(di)。這不(bu)但(dan)不(bu)能解(jie)(jie)釋(shi)一(yi)般密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)或(huo)多或(huo)少(shao)有點泄漏(lou)的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)際(ji)情況,對密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面內外都(dou)有液體(ti)的(de)(de)(de)(de)多端面密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)能力(li)(li)(li)(li)(li)更(geng)無法(fa)解(jie)(jie)釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在西陵機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對西陵機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通西陵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。在普通西陵機械密封上,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西陵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西陵機械密封領域占有重要位置的混合潤滑理(li)論重新認識(shi)。
可見西陵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,對西陵機械密封的(de)設計制造以及應用都起(qi)著重要(yao)的(de)指導作(zuo)用。