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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:134304 來源:
對于而言,形成(cheng)(cheng)密封作用的假說(shuo)基本上分成(cheng)(cheng)兩類,即表面張力(li)假說(shuo)和粘滯力(li)假說(shuo)。
最早提(ti)出(chu)(chu)表面張力(li)假(jia)說(shuo)的(de)是(shi)A Brkich。該假(jia)說(shuo)認(ren)為端面間(jian)穩(wen)定而(er)(er)可靠的(de)密封(feng)(feng)主要(yao)是(shi)表面張力(li)作用(yong)的(de)結果,密封(feng)(feng)端面實(shi)際上并不是(shi)理想(xiang)的(de)光滑平面,少量突(tu)起部分(fen)存在(zai)著直接接觸。G E Rajakovics采用(yong)試驗論述了表面張力(li)是(shi)密封(feng)(feng)重要(yao)因素這一觀(guan)點。同(tong)(tong)時(shi)對粘滯假(jia)說(shuo)提(ti)出(chu)(chu)了異議:①粘滯力(li)(主要(yao)是(shi)指液體和固體表面的(de)附著力(li))要(yao)在(zai)間(jian)隙(xi)為10-9m或更小時(shi)才起作用(yong),在(zai)微米級的(de)密封(feng)(feng)間(jian)隙(xi)中不起作用(yong);②粘滯是(shi)一種(zhong)動力(li)學的(de)特(te)征,而(er)(er)在(zai)密封(feng)(feng)處于(yu)零(ling)泄漏時(shi),徑向(xiang)是(shi)沒有動力(li)學過程的(de)。國內李克永等也著文贊同(tong)(tong)表面張力(li)假(jia)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等在低壓新政鎮機械密封潤(run)滑(hua)狀況的(de)試驗研究中,觀察到(dao)液(ye)膜內存在(zai)著張(zhang)力(li)區(qu)。通過密(mi)封(feng)運(yun)轉期間壓力(li)傳感(gan)器測出(chu)了(le)相(xiang)變(bian)區(qu)的(de)壓力(li)及(ji)液(ye)膜破壞前在(zai)相(xiang)變(bian)區(qu)受到(dao)張(zhang)力(li)的(de)作用。基于(yu)端(duan)面內有空化(hua)(hua)、汽化(hua)(hua)現象的(de)事實,J Digard及(ji)M Genhle認為多(duo)級(ji)氣(qi)隙(xi)形成多(duo)次表面張(zhang)力(li)作用是(shi)提高總的(de)密(mi)封(feng)能力(li)的(de)主要原因。
然而,以EFBoon為代表的粘滯(zhi)(zhi)假說,認為某些液(ye)體分子(zi)由于粘性(xing)被粘貼在(zai)密封面上,這種因壓差在(zai)密封間隙中產(chan)生(sheng)粘滯(zhi)(zhi)力(li)能阻止介質的泄漏。
國內(nei)鄭海(hai)泉、陳汝灼從反面(mian)(mian)(mian)論證了表面(mian)(mian)(mian)張力假說的(de)(de)局限(xian)性(xing)(xing):①按表面(mian)(mian)(mian)張力計算出的(de)(de)最大密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力其數值太小(xiao),以表面(mian)(mian)(mian)張力較大的(de)(de)水來說,在密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)間隙為(wei)1μm的(de)(de)正常情(qing)況(kuang)下,最大的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力不(bu)足0.15MPa。若要(yao)考慮各種因(yin)素(su)的(de)(de)影(ying)響(xiang),修正后數值更(geng)(geng)小(xiao)。空化(hua)現(xian)象(xiang)(xiang)的(de)(de)成因(yin)、性(xing)(xing)質、形態、分布等(deng)尚不(bu)清楚,且密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)處(chu)于靜止時并不(bu)產生空化(hua)現(xian)象(xiang)(xiang),因(yin)此解釋不(bu)了靜止時仍有很高密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力這(zhe)一事(shi)實;②表面(mian)(mian)(mian)張力假說必(bi)須(xu)以不(bu)漏(lou)(lou)為(wei)前提,一旦(dan)泄(xie)漏(lou)(lou)就幾乎(hu)完全喪(sang)失(shi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力。因(yin)為(wei)泄(xie)漏(lou)(lou)不(bu)但(dan)使(shi)濕潤角降(jiang)低,特別(bie)是彎月面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)形狀和對應(ying)的(de)(de)液(ye)膜厚(hou)度都要(yao)朝降(jiang)低密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力的(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力會顯著降(jiang)低。這(zhe)不(bu)但(dan)不(bu)能(neng)(neng)解釋一般密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)或多或少(shao)有點(dian)泄(xie)漏(lou)(lou)的(de)(de)實際情(qing)況(kuang),對密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)內(nei)外(wai)都有液(ye)體(ti)的(de)(de)多端面(mian)(mian)(mian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)能(neng)(neng)力更(geng)(geng)無(wu)法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在新政鎮機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對新政鎮機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通新政鎮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。在普通新政鎮機械密封上,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新政鎮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新政鎮機械密封領域占有重要位置的混(hun)合(he)潤(run)滑(hua)理論重新認識。
可見新政鎮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,對新政鎮機械密封的設計制造以(yi)及(ji)應(ying)用(yong)都起著重要的指導作用(yong)。