Файл: Васильцов Э.А. Бесконтактные уплотнения.pdf

Опытные данные, обобщенные зависимостями (53) и (53а) с доста­ точной для техники точностью, совпадают с теоретическими за­ висимостями, приведенными выше.'Для турбулентного движения жидкости теоретическая зависимость (49) с достаточной для тех­ ники точностью совпадает с эмпирическими данными, обобщен­ ными зависимостью (54) только для кольцевых уплотнений с боль­ шим зазором б0. С уменьшением зазора б0 величина коэффициента цилиндрического дискового трения увеличивается. На рис. 31

Рис.130. Зависимость коэффициента цилиндрического дискового трения Cf от

показаны зависимости коэффициента цилиндрического дискового

Так как в настоящее время не существует аналитических за­

фициента могут быть взяты из графика (рис. 31).

Значительное влияние на величину коэффициента трения ока­ зывает наличие движения жидкости в осевом направлении. В ана­ литическом виде это влияние выражается зависимостью коэф­ фициента трения Cf от Reoc.

58

может быть довольно точно определено по формуле (53). В турбу­

(рис. 32, а и б), когда величина осевого критерия Рейнольдса мала

Рис. 31. Зависимость коэффициента цилиндрического дискового трения су от

ных 0,9865; 0,981; 0,972; 0,954; 0,931; 0,897; 0,816 (кривые 6— 12); кривая 5 ■ построена по формуле (49)

(Reoc <300), на величину коэффициента трения сг влияет в основ-

'+ - S T

цели данные рис. 32. При значениях Reoc = 1200-Э-1600 проис­ ходит подавление вихрей Тейлора в кольцевом зазоре, что умень­

шает коэффициент трения до значений, определяемых зависи­

мостью (54).,

.59

Дальнейшее увеличение Reoc в еще большей степени увеличи­ вает турбулизацию потока, что,'в свою очередь, приводит к воз­ растанию коэффициента цилиндрического дискового трения с/. Для определения зависимости, показывающей связь между коэф-

Рис. 32. Зависимость коэффициента цилиндрического дискового трения Сі от

фициентом с/ и критериями Re0,; и Reoc воспользуемся ме-

тодом, который был использован для теоретического вывода за­ висимости (37). Для рассматриваемого случая это приводит к за­

60

в которой постоянные коэффициенты, как и ранее, определяются на основании данных, приведенных в табл. 3.

построены по формуле (55а) соответственно для Reoc, равных 0,1; 1,0; 5,0; 10 и 50

Впервом приближении зависимость (55) может быть приведена

квиду

Зависимость (55a) представлена на рис. 33 кривыми, соответog

ствующими различным величинам Reoc и Ні .

9 . К о э ф ф и ц и е н т э ф ф е к т и в н о с т и к о л ь ц е в ы х

у п л о т н е н и й

Практика конструирования различных машин выработала до­ вольно определенные понятия о некоторых характеристических величинах, определяющих особенности их работы. Эти величины используются в качестве параметров, позволяющих рассчитывать машины и сравнивать их между собой.' К таким величинам от­ носится также и коэффициент эффективности кольцевого уплот­ нения г], который по своему содержанию представляет отношение действительного полученного эффекта к теоретическому. Под дей­ ствительным эффектом понимается действительная потенциальная

6)

и кинетическая энергия или их сумма, переданная рабочему телу движущимися элементами машины. Под теоретическим эффектом понимается аналогичная энергия, но переданная рабочему телу в гипотетических условиях, обуславливающих отсутствие потерь энергии где-либо в машине. Таким образом,

В соответствии с этим понятием коэффициент эффективности кольцевого уплотнения может быть отождествлен с к. п. д. дина­ мических машин. Однако в машиностроительной практике под к. п. д. подразумевают критерий, показывающий эффективность преобразования энергии, подведенной к машине, в полезную, тогда как коэффициент эффективности кольцевого уплотнения опре­ деляет не эффективность преобразования одного вида энергии в другой, а лишь эффективность сохранения энергии движущейся или неподвижной среды. Такое различие не позволяет, хотя бы формально, характеризовать эти столь математически подобные критерии одним и тем же понятием.

Анализируя особенности работы бесконтактных уплотнений, отметим, что они могту быть эффективны и без относительного перемещения их элементов, в то время как в общетехническом понимании любая полезная работа может быть передана рабочему телу лишь в результате относительного перемещения элементов машины. В бесконтактных же уплотнениях даже при отсутствии перемещения поверхности вала относительно поверхности .ци­ линдрической втулки совершается полезная работа, позволяю­ щая сохранить разность давлений Ар между уплотняемой высо­ кого давления и уплотняющей низкого давления камерами. По­ лезная работа в этом случае обусловлена наличием не относи­ тельного движения элементов уплотнения, а наличием движения рабочей среды относительно их.

Обращаясь к уравнению (10а), связывающему величину уте­ чек жидкости через бесконтактное уплотнение с параметрами, его определяющими, нетрудно заметить, что для реальных усло­

Таким образом, наличие сопротивления, создаваемого бескон­ тактным уплотнением, приводит к уменьшению количества пере­ текающей жидкости.

62

63