Файл: Васильцов Э.А. Бесконтактные уплотнения.pdf

рабочее помещение, в которое надо ограничить или вообще исклю­ чить приток жидкости.

Под у п л о т н я е м ы м или у п л о т н я ю щ и м давлениями соответственно понимается давление жидкости, заполняющей уп­ лотняемую и уплотняющую камеры.

Работа уплотнения статического действия характеризуется на­ личием в системе уплотняемого и уплотняющего давлений. Сте­ пень совершенства уплотнения определяется в этом случае лишь

отметить, что они по своим конструкционным признакам могут быть р а д и а л ь н ы м и — в том случае, когда их уплотняющее действие осуществляется посредством радиального зазора, обра­ зованного между вращаю­

щения вала. Особенности работы уплотнений определяются их спо­ собностью создавать сопротивление протекающей через них жидкости. В'том случае, когда величина сопротивления, оказывае­ мая указанному перетоку (например, перетоку жидкости в количе­ стве Q из камеры А в камеру Б), зависит от величины этого пере­ тока, мы имеем дело с б е с к о н т а к т н ы м у п л о т н е н и е м с т а т и ч е с к о г о д е й с т в и я . Основной особенностью "та­ кого уплотнения является то, что его рабочая характеристика (кривая 1 на рис. 3) проходит через начало координат. Действи­ тельно, так'как сопротивление перетоку жидкости в уплотнениях такого типа пропорционально величине утечек жидкости через него, то при нулевой утечке жидкости Q — 0 (начало координат), сопротивление перетоку будет также равняться нулю. Из этого следует, что рабочая характеристика такого уплотнения, опре­ деляющая связь между утечками жидкости Q через него и пере-

9

падом давления Ар, Q -= } (Ар), проходит через начало координат. При этом статическое радиальное бесконтактное уплотнение обла­ дает инвариантностью, т. е. рабочая характеристика его вне за­ висимости от знака перепада давления (± Ар) и направления пере­ тока жидкости (±Q ) сохраняется. Например, при движении жид­

сти и величиной перепада давления. Определенное влияние на величину утечек жидкости через уплот­ нение оказывает вращение одной из его поверхностей с частотой п, однако, на общий характер зависимости Q = f (Ар) эта особен­ ность работы уплотнения не отражается, поскольку в этом слу­ чае рабочими характеристиками бесконтактного уплотнения яв­ ляется семейство кривых, пересекающихся в нулевой точке коор­ динат (кривые 1, 2, 3). Кроме того, как это будет показано ниже, определенное влияние на характеристику бесконтактных уплот­ нений оказывает шероховатость его поверхностей. При этом воз­ действие элементов шероховатости на гидродинамику движения жидкости в каналах уплотнения зависит от формы и упорядочен­ ности этих\элементов. В том случае, когда форма и расположение элементов шероховатости по поверхности уплотнения беспоря­ дочны и не подчиняются какому-либо закону, рабочая характери­ стика такого уплотнения также обладает инвариантностью. Однако вполне возможна и такая случайная комбинация элементов шеро­ ховатости, обусловленная, например, особенностями обработки

10

турбинного режима работы машины. Однако этот режим работы,

от вращающихся элементов машин и характеризуется вращением вала, частота которого не совпадает с частотой вращения вала при насосном режиме. Кроме того, он связан с изменением направ-'

уплотнения остается неизменным, а частота его вращения опре­ деляется не величиной срабатываемой потенциальной энергии, а частотой вращения приводного двигателя. Поэтому режим' ра­ боты уплотнения в координатах —А р и + Q также является уплот­ нительным, а не турбинным.

Общеизвестно, что при увеличении давления во всасывающей камере любого насоса его характеристика, определяемая за­ висимостью Ар — f (Q), может быть получена путем ее пере­ мещения параллельно оси Ар. Однако такая операция воз­ можна лишь в диапазоне рабочей характеристики Ар — f (Q), полученной для случая бескавитационной работы системы в коор­ динатах + Q и + Д р . Предельная точка этой характеристики, ха­ рактеризуемая значениями Qmax и Ар = 0, определяет величину максимального расхода, проходящего через рассматриваемую си­ стему. Дальнейшее увеличение давления в уплотняющей камере приводит к увеличению протечек жидкости через систему, резуль­ татом чего является возникновение уплотнительного эффекта и

робно. В качестве основной характеристики системы примем кри­

оси ординат на указанную величину. Кривая 5, полученная при этом, характеризуется точками tnntkp. Отрезок ntk этой кривой соответствует реальным условиям работы системы. В идеальном случае, когда на рабочую характеристику не оказывают влияния силы вязкости, кавитация и другие факторы, рабочая характери­

ствующем конструктивном оформлении могут быть получены весьма высокие коэффициенты сопротивления перетоку жидкости из камеры в камеру и в этой зоне работ.

12