Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Макаров Г.В. -> "Уплотнительные устройства" -> 41

Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.

Макаров Г.В. Уплотнительные устройства — Л.: Машиностроение, 1973. — 232 c.
Скачать (прямая ссылка): uplotnitelnieustroystva1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 72 >> Следующая


(Од 2 (Од ’

при этом

(-^)2__(J^)2=0,75.

\ (OrJ V (Од / ’

При опытах с центробежными уплотнениями [2] это выражение имело значение, равное ~ 0,75, а по данным работы 1106], 0,8—1,0. Допускаемое рабочее давление жидкости зависит от угловой скорости вращения крыльчатки, от радиальных размеров слоя жидкости R и гъ от высоты ребер и величины торцовых зазоров между ДИСКОМ И кожухом. Центробежное давление Рц не зависит от ширины кольца жидкости. Так как жидкость, находящаяся в полости уплотнения, сообщается через зазоры с жидкостью в основной рабочей полости, то при увеличении центробежного давления часть жидкости будет выжиматься обратно в рабочую полость, а при малом числе оборотов жидкость будет из рабочей полости устремляться в полость уплотнений, т. е. объем жидкости в полости уплотнений (он зависит от числа оборотов крыльчатки) регулируется автоматически.

При малых числах оборотов вала центробежное уплотнение неэффективно и может успешно применяться только при определенных значениях числа оборотов крыльчатки и при соответствующих. значениях R и гг.

Центробежные уплотнения при R = Ar0 могут обеспечивать запирание жидкости при давлениях до 125 кгс/см2, при скорости вала до 50м/с. Для запирания больших давлений жидкости требуется увеличение диаметров дисков или количества их.

Определение момента сопротивления вращению вала от сил трения в центробежном уплотнении

Сопротивление движению диска в жидкости, замкнутой в кожухе, связано с жидкостным трением в пограничном слое [23 ]. Толщина ламинарного пограничного слоя для вращающегося диска

б 3,71 ]/^->

128
где v = J-----кинематический коэффициент вязкости; р = ---

плотность жидкости.

Толщина турбулентного пограничного слоя для вращающегося диска

«~ода(тйг)

Переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному определяется числом Рейнольдса.

Для вращающегося диска Re = ——.

Критическое число Рейнольдса ReKp>3*105.

Определим момент сопротивления вращению диска при установившемся движении.

Согласно исследованиям [23 ] при ламинарном течении момент сопротивления для диска, вращающегося в свободном пространстве, смачиваемого с двух сторон,

і

2МТ = 0,616tt7?4p(voo3)2 , (105)

или

где

2МТ = Cu-Z-OU?,

Cu = 2Мт = 3,87 Re-0-5.

-g-ю*/?»

При вращении диска в узком кожухе

DI

2 Mt = Jx сот] —-—

или

Cm= 2 я —. м s Re

Когда осевой зазор s велик по сравнению с толщиной пограничного слоя при вращении диска в кожухе, Cm можно также определить по методу С. М. Тарга, где

Cm = 2,52 Re-0»5.

Если s > би диск вращается в цилиндрической камере, то во вращение приводится вся жидкость, и поэтому относительная скорость диска и жидкости получается меньше, чем в неограниченном пространстве, отсюда будет меньше и момент сопротивления.

5 Г. В. Макаров

129
Согласно объяснениям Прандтля при больших зазорах на обеих сторонах диска образуются пограничные слои, в которых жидкость движется от центра к периферии, а на обеих крышках камеры — два других пограничных слоя, в которых жидкость движется от периферии к центру. В промежутках между этими слоями находится слой пассивной жидкости, равномерно вращающийся и медленно протекающий от крышек к диску.

При турбулентном течении для диска, вращающегося в неограниченном пространстве,

Cm = 0,146 Re-0-2.

Для диска, вращающегося в кожухе, при турбулентном режиме,

Cm~0,078 Re-«'2.

Приведенные выше значения толщины пограничного слоя и моментов сопротивления получены для вращающихся гладких дисков. Для более точного расчета центробежных уплотнений необходимо получение соответствующих опытных данных для дисков, снабженных ребрами.

Потери мощности на преодоление сил трения в центробежном уплотнении определяются по формуле

Ar _ MtW D т 102 ’

где Mt в КГС-М, CO в 1/с.

Удельные потери мощности

Nt _ смр (O3Rb р 2 102р

Удельные потери сильно возрастают с увеличением R.

Количество тепла, выделяющегося в уплотнении, может быть значительным, поэтому необходимо производить проверку теплового режима уплотнения,

Определение осевого усилия для центробежных уплотнений

Осевое усилие при отсутствии утечки жидкости, т. е. при P «? Рпред (рис. 75)

R R

P0 = (p — pa)n(R2 — rl) + jpAu.dF — \ pBn,dF, (106)

r0 r2

где

рлц = ^-«1 (г2 — /-о); рвц = <4 (г2 — rty, dF = 2nrdr-

Pa — давление в полости, в которую сливается жидкость.

130
Подставляя выражения рлц, Рва,> dF в выражение P0 и интегрируя это выражение, получим

P0 = (р — pa)n(R2 — rl)

Y“i

2g

Я4 + 'о

¦R2rl

или

VcoI

2g

(— f \ (Од )

Po = (P-Pa)K (R2 -$4 R‘‘+ rO n2_2\_^

¦R2rl

(O2

(Од

tf4+'24

(107)

Эта сила нагружает подшипники вала в осевом направлении. График изменения Р0в зависимости от (O1 (п) при отсутствии утечки жидкости (ра = = 0), P= рпред, г2 = г0 Я = 2го и диаметре вала 70 мм представлен на рис. 76.

Для устройств, у которых имеются силы, действующие вдоль вала, например для центробежных насосов, косозубых зубчатых передач и др., желательно устанавливать центробежные уплотнения так, чтобы осевые силы по возможности взаимно уничтожались.
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 72 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed