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發(fa)布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:134313 來源:
對于(yu)而言,形成密(mi)封作用(yong)的假(jia)說基本上分成兩類,即表面張力假(jia)說和(he)粘滯力假(jia)說。
最早提出表面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)假說(shuo)(shuo)的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)A Brkich。該(gai)假說(shuo)(shuo)認為(wei)端面(mian)(mian)(mian)間(jian)穩定而(er)可靠的(de)(de)密(mi)封(feng)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)表面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)作(zuo)用的(de)(de)結果(guo),密(mi)封(feng)端面(mian)(mian)(mian)實際(ji)上并不是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)理想的(de)(de)光滑平面(mian)(mian)(mian),少量(liang)突起(qi)部(bu)分存在著(zhu)直接接觸。G E Rajakovics采用試驗論述了表面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)密(mi)封(feng)重要(yao)(yao)因(yin)素這一觀點。同時對粘(zhan)滯(zhi)(zhi)假說(shuo)(shuo)提出了異議:①粘(zhan)滯(zhi)(zhi)力(li)(li)(主要(yao)(yao)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)指液體和固體表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)附著(zhu)力(li)(li))要(yao)(yao)在間(jian)隙為(wei)10-9m或(huo)更(geng)小時才起(qi)作(zuo)用,在微(wei)米級的(de)(de)密(mi)封(feng)間(jian)隙中(zhong)不起(qi)作(zuo)用;②粘(zhan)滯(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一種動力(li)(li)學的(de)(de)特征,而(er)在密(mi)封(feng)處于(yu)零泄漏時,徑向是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)沒有動力(li)(li)學過程的(de)(de)。國內李克永等也著(zhu)文贊同表面(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)假說(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等在低壓朝陽機械密封潤滑狀(zhuang)況的(de)試驗研究中,觀(guan)察到(dao)液(ye)(ye)膜內(nei)存在(zai)著張力(li)區(qu)(qu)。通過(guo)密(mi)封運轉期間(jian)壓力(li)傳(chuan)感器測出(chu)了相(xiang)變區(qu)(qu)的(de)壓力(li)及液(ye)(ye)膜破壞前在(zai)相(xiang)變區(qu)(qu)受到(dao)張力(li)的(de)作用。基于端(duan)面內(nei)有空(kong)化、汽化現象(xiang)的(de)事實(shi),J Digard及M Genhle認為多級(ji)氣隙形(xing)成多次表面張力(li)作用是提高(gao)總的(de)密(mi)封能力(li)的(de)主(zhu)要原因。
然而,以EFBoon為(wei)代表(biao)的粘(zhan)(zhan)滯假說,認為(wei)某些液體(ti)分子(zi)由于粘(zhan)(zhan)性被(bei)粘(zhan)(zhan)貼(tie)在(zai)密封面上,這種因(yin)壓差在(zai)密封間(jian)隙(xi)中產生(sheng)粘(zhan)(zhan)滯力能(neng)阻止介質(zhi)的泄漏。
國(guo)內(nei)鄭海(hai)泉、陳汝(ru)灼從(cong)反(fan)面(mian)(mian)論證(zheng)了(le)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)假說的(de)(de)局限性(xing)(xing):①按表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)計算出(chu)的(de)(de)最(zui)(zui)大密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)其(qi)數(shu)值(zhi)太小,以表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)較大的(de)(de)水來說,在密(mi)(mi)(mi)封(feng)間(jian)隙為1μm的(de)(de)正(zheng)常情況下,最(zui)(zui)大的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)不(bu)足0.15MPa。若要(yao)考慮各(ge)種因(yin)素的(de)(de)影響,修正(zheng)后數(shu)值(zhi)更(geng)(geng)小。空化(hua)現象的(de)(de)成因(yin)、性(xing)(xing)質、形(xing)態、分(fen)布等尚不(bu)清楚,且(qie)密(mi)(mi)(mi)封(feng)處于靜(jing)止時并不(bu)產生(sheng)空化(hua)現象,因(yin)此解(jie)(jie)釋不(bu)了(le)靜(jing)止時仍有(you)(you)很(hen)高密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)這(zhe)一(yi)事實;②表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)假說必(bi)須以不(bu)漏(lou)(lou)為前(qian)提(ti),一(yi)旦泄(xie)漏(lou)(lou)就幾乎完全喪失密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)。因(yin)為泄(xie)漏(lou)(lou)不(bu)但使濕潤角降低,特(te)別是彎(wan)月(yue)面(mian)(mian)的(de)(de)形(xing)狀和對(dui)應的(de)(de)液膜厚度(du)都要(yao)朝降低密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)的(de)(de)方向變化(hua),故密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)會顯著降低。這(zhe)不(bu)但不(bu)能(neng)解(jie)(jie)釋一(yi)般密(mi)(mi)(mi)封(feng)或(huo)多或(huo)少有(you)(you)點(dian)泄(xie)漏(lou)(lou)的(de)(de)實際情況,對(dui)密(mi)(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)內(nei)外(wai)都有(you)(you)液體的(de)(de)多端面(mian)(mian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)能(neng)力(li)(li)更(geng)(geng)無法解(jie)(jie)釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在朝陽機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對朝陽機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通朝陽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。在普通朝陽機械密封上,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朝陽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朝陽機械密封領域占有重(zhong)要(yao)位置的混合(he)潤滑(hua)理論(lun)重(zhong)新認識(shi)。
可見朝陽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,對朝陽機械密封的設計制造以及應用都起著重要的指導作用。