基于逾渗理论的接触式机械密封界面泄漏机制研究

杨利霞

长周期安全运行、环境保护和资源节约的要求,使得用于设备防漏的接触式机械密封再次成为人们关注的焦点。自1885年机械密封诞生以来,人们从未间断对接触式机械密封泄漏机制的研究,试图通过揭示其成因以便更好地应用于工业生产装备。前人先后提出“流体交换流动理论”、“波度效应”、“泄漏通道分形模型”等理论,较好地阐释了一定工况下机械密封接触界面的泄漏机制,为保证设备的安全运行作出了贡献,但这些理论无法解释静止状态下密封端面间存在的泄漏现象或者经过磨合致使“波度”消失之后的平行端面间的泄漏问题。Persson和Bottiglione等人基于逾渗泄漏通道模型回答了上述两个问题,却又忽略了表面形貌多尺度效应及其对密封界面逾渗特性的影响。不仅如此,这些研究均未计及泄漏介质的毛细管力作用,而只是简单地认定泄漏通道存在泄漏流体,其流动为层流,缺少对泄漏推动力的考量。因此,揭示机械密封界面泄漏机制仍然需要更多的研究。本文引入逾渗理论,探讨多孔密封界面的逾渗阈值,并据此判定多孔密封界面的不同网格层数下的逾渗特性;将机械密封动、静环密封界面的接触等效为一个理想刚性光滑平面与一个粗糙表面的接触,分析加载后的真实接触面

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