【正文】 2023/3/8 星期一 61Fm =λP介 S （ 液膜比壓 Pm=λP介 ）λ： 膜壓系數(shù) ≈（中粘度）， =～ （低粘度），=～ （高粘度）。它是一個平均值，表示液膜壓力占介質(zhì)壓力的比例，并不表示壓力的分布情況。該公式為端面比壓的計算提供了方便。S： 端面面積 S=π（ d22－ d12） /4（三）液膜反力的計算 2023/3/8 星期一 62易汽化介質(zhì)（如液態(tài)烴等）的機械密封一直是石化行業(yè)中較難解決的問題，其原因是膜壓系數(shù)不穩(wěn)定，因其在端面中的相態(tài)和摩擦狀態(tài)不穩(wěn)定。因此弄清端面間的壓力分布，對于正確計算液膜反力很有必要。 （四）易汽化介質(zhì)中密封端面間的液膜壓力分布2023/3/8 星期一 63大家都知道，對于輕烴類介質(zhì)，端面縫隙中存在氣液兩相。 rb為汽化半徑，此處液膜壓力 =P飽和 （ tp），tp處溫度最高。r2～ rb區(qū)域，液膜壓力成線性分布，液相rb～ r1區(qū)域，液膜壓力成拋物線分布，氣相對于易汽化介質(zhì)膜壓系數(shù) λ， 中國石油大學顧永泉教授提出一個計算公式：λ=2/3/P1＋（ 1/2－ 1/6Pf/P1）（ r2～ rb） /( r2 － r1)式中： Pf ： rb處氣化壓力 P1 ： 介質(zhì)壓力 rb： 氣化半徑 r2 /r1 ： 端面外半徑 /內(nèi)半徑計算值一般在 ～ 。 2023/3/8 星期一 64（ 1）端面幾何尺寸，由上面公式可以看出。（ 2）密封結(jié)構：前面講的都是對內(nèi)流式而言的，對外流式， λ還要增大 ，對于中等粘度介質(zhì) λ=（ 3） 摩擦狀態(tài)：邊界摩擦（端面多個高點直接接觸承壓。液膜厚度只有幾個分子厚，且不連續(xù)，幾乎不承壓，只起潤滑作用， λ=0）、 液體摩擦（全液膜，泄漏量大，機械密封一般不采用）、混和摩擦（介于以上兩種之間 ,這是機械密封端面摩擦的主要形式）（ 4）端面縫隙情況：漸開形， λ減??；漸收形， λ增大（ 5）其他因素：轉(zhuǎn)速高，對于內(nèi)流式 λ減小，對于外流式 λ增大。此外端面比壓、密封面溫度、粗糙度等都有一定影響。 （五）膜壓系數(shù)的影響因素2023/3/8 星期一 65 Pt =F彈 /S F彈 可計算得出，但一般有誤差 177。10%，這是由于制造廠、制造工藝、原材料的化學成分、熱處理工藝等存在差異的緣故。一般 Pt =~(內(nèi)裝 )， ~(外裝 )，反應釜中，轉(zhuǎn)速低，軸擺動大，取大值。 （六）彈簧比壓的計算2023/3/8 星期一 66介質(zhì)壓力對補償環(huán)的有效作用 A面積與端面面積 S之比： K=A/S （七）載荷系數(shù) K K=（ d22－ d02） /（ d22－ d12） d0為介質(zhì)分界圓直徑當 K≥1時，機械密封為非平衡型；當 K＜ 1時，機械密封為平衡型；平衡系數(shù) β=100（ 1K） %載荷比壓： P載 =KP介2023/3/8 星期一 67P=Pt+P載 － P液膜 = Pt +（ Kλ） P介 （內(nèi)裝式）對于雙端面機械密封介質(zhì)側(cè)：P液膜 = P外 ＋ λ（ P內(nèi) － P外 ） P載 =K P內(nèi) ＋（ 1－ K） P外所以： P= Pt＋ K P內(nèi) ＋（ 1－ K） P外 －［ P外 ＋ λ（ P內(nèi) － P外 ） ］ = Pt＋（ K－ λ） （ P內(nèi) － P外 ）= Pt＋（ K－ λ） ΔP（八）端面比壓 2023/3/8 星期一 68端面比壓的選取原則：（ 1）必須高于彈簧比壓；（ 2）必須大于介質(zhì)在端面溫度升高時的飽和蒸汽壓；在保證以上條件下，盡量取小值，以防端面發(fā)熱，破壞液膜，加劇磨損，功率消耗增大，密封使用壽命減短。同時考慮以下原則：（ 1）對自潤滑性好的組對（ M106K/SiC、 YG6/ SiC、 M106K/YG6）可以取稍大值 (因液膜不易被破壞，摩擦系數(shù)不易增加。 )。（ 2）對于外裝式機械密封，可以取稍小值（因介質(zhì)比壓很小，而 Pt不可能很大。）。（ 3）對于高粘度介質(zhì)，取稍大值（以保持端面貼合）。（ 4）易揮發(fā)介質(zhì)（飽和蒸汽壓高）稍小值（以減少溫升）。 2023/3/8 星期一 69推薦的端面比壓值 因素 程度 內(nèi) 裝 式機械密封外 裝 式機械密封飽和蒸汽壓 接近水比水低 ~ ~比水高 ~ ———粘度 比水高 ~ ~比水低 ~ ~摩擦副材料 其中一個為塑料 ~ ~匹配的硬 /硬 ~ ~匹配的硬 /軟 ~ ~2023/3/8 星期一 70端面比壓中有一項 K， K=A/SA： 介質(zhì)有效作用面積， A=π（ d22－ de2） /4， de為有效直徑。 S： 密封端面面積 S=π（ d22－ d12） /4（九）波紋管的有效作用直徑 de2023/3/8 星期一 71（ 1）金屬波紋管內(nèi)裝內(nèi)流式： deo=（ di＋ do） /2－ Z外裝外流式： dei=（ di＋ do） /2＋ Z修正系數(shù) Z= （ 2）聚四氟乙烯波紋管矩形波： de=［（ di2＋ d o2） /2］ 1/2鋸齒波： de=［（ d i2＋ d o2＋ d i d o） /3］ 1/2橡膠波紋管 de無法準確計算，一般由試驗獲得。 2023/3/8 星期一 72密封端面的摩擦熱同時取決于壓力和速度。密封端面的性質(zhì)要考慮 P、 V的乘積，即 PV值。 PV值過大：液膜氣化，密封失效，端面嚴重磨損。因此對一定摩擦系數(shù)的端面材料組對，對某種介質(zhì)有一許用 PV值。P： 端面比壓 V=π（ d1＋ d2） n/12010－ 3PV＜［ PV］（十） PV值各種組對在非平衡型機械密封中的許用［ PV］ 值SiC/石墨SiC/SiCWC/石墨WC/WCWC/填充 PTFEWC/青銅Al2O3/石墨Cr2O3噴涂 /石墨Stellite/石墨180 7~15 5 2 3~ 15 3~92023/3/8 星期一 73謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT