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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:135305 來源(yuan):
對于(yu)而言,形成(cheng)密(mi)封作用的假(jia)說基本上分(fen)成(cheng)兩類(lei),即表面張力(li)假(jia)說和粘滯力(li)假(jia)說。
最早提(ti)出表(biao)面(mian)(mian)張力假(jia)說(shuo)(shuo)的(de)是A Brkich。該假(jia)說(shuo)(shuo)認(ren)為(wei)端面(mian)(mian)間穩定(ding)而(er)可靠的(de)密封主要(yao)是表(biao)面(mian)(mian)張力作用的(de)結(jie)果,密封端面(mian)(mian)實際上并不是理想的(de)光滑平(ping)面(mian)(mian),少量突起(qi)部(bu)分存在(zai)著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采用試驗論述了表(biao)面(mian)(mian)張力是密封重要(yao)因素這一(yi)觀點。同時(shi)(shi)對粘滯假(jia)說(shuo)(shuo)提(ti)出了異議:①粘滯力(主要(yao)是指液體和固體表(biao)面(mian)(mian)的(de)附著(zhu)力)要(yao)在(zai)間隙為(wei)10-9m或(huo)更小時(shi)(shi)才起(qi)作用,在(zai)微米級的(de)密封間隙中不起(qi)作用;②粘滯是一(yi)種動(dong)力學的(de)特征,而(er)在(zai)密封處于零泄漏時(shi)(shi),徑向(xiang)是沒有動(dong)力學過程的(de)。國內李克永等也(ye)著(zhu)文贊同表(biao)面(mian)(mian)張力假(jia)說(shuo)(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等在低壓興山機械密封潤滑狀(zhuang)況的(de)(de)試驗研究中(zhong),觀(guan)察(cha)到液膜內存在(zai)著張(zhang)力(li)(li)(li)區(qu)。通過密封運轉期間壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)傳感(gan)器測(ce)出了相(xiang)變區(qu)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)及(ji)液膜破壞前在(zai)相(xiang)變區(qu)受到張(zhang)力(li)(li)(li)的(de)(de)作用(yong)。基于端面內有空(kong)化(hua)、汽化(hua)現象的(de)(de)事(shi)實(shi),J Digard及(ji)M Genhle認(ren)為多級(ji)氣隙形成多次表面張(zhang)力(li)(li)(li)作用(yong)是提高總的(de)(de)密封能力(li)(li)(li)的(de)(de)主要(yao)原因(yin)。
然而,以EFBoon為代表的(de)粘滯(zhi)假說,認為某些液(ye)體分(fen)子由于粘性被粘貼在密(mi)封面(mian)上,這種(zhong)因壓(ya)差(cha)在密(mi)封間隙中產生粘滯(zhi)力能阻止介質的(de)泄漏。
國內鄭海(hai)泉、陳汝灼(zhuo)從反(fan)面(mian)論證(zheng)了表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)假(jia)說(shuo)的(de)(de)(de)(de)局限性:①按表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)計算出的(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)其(qi)數值太小(xiao),以表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)較大(da)的(de)(de)(de)(de)水來說(shuo),在(zai)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)(de)(de)正常情況下,最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)不(bu)(bu)(bu)足0.15MPa。若(ruo)要(yao)考(kao)慮各種因素(su)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),修正后數值更(geng)小(xiao)。空(kong)化(hua)現象的(de)(de)(de)(de)成(cheng)因、性質(zhi)、形態(tai)、分布等尚不(bu)(bu)(bu)清(qing)楚,且密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)處于靜止(zhi)(zhi)時(shi)并(bing)不(bu)(bu)(bu)產生空(kong)化(hua)現象,因此解(jie)釋(shi)不(bu)(bu)(bu)了靜止(zhi)(zhi)時(shi)仍有很高密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)這一(yi)(yi)事實;②表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)假(jia)說(shuo)必須(xu)以不(bu)(bu)(bu)漏為(wei)前提,一(yi)(yi)旦泄漏就(jiu)幾(ji)乎完(wan)全喪失密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)。因為(wei)泄漏不(bu)(bu)(bu)但(dan)(dan)使濕(shi)潤角(jiao)降(jiang)低(di),特別是彎月(yue)面(mian)的(de)(de)(de)(de)形狀和對(dui)(dui)應的(de)(de)(de)(de)液膜厚(hou)度都要(yao)朝降(jiang)低(di)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)變化(hua),故密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)會顯著(zhu)降(jiang)低(di)。這不(bu)(bu)(bu)但(dan)(dan)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)解(jie)釋(shi)一(yi)(yi)般密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)或多或少有點泄漏的(de)(de)(de)(de)實際情況,對(dui)(dui)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)內外都有液體(ti)的(de)(de)(de)(de)多端面(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)更(geng)無法(fa)解(jie)釋(shi)。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在興山機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對興山機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通興山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。在普通興山機械密封上,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興山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興山機械密封領域占有重(zhong)要(yao)位(wei)置的混合潤滑理論(lun)重(zhong)新(xin)認識(shi)。
可見興山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,對興山機械密封的設計制造以及應(ying)用都起著(zhu)重要(yao)的指導作(zuo)用。