Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
отверстия > 0,2ч-0,4 и при минимальной длине поршня,
ах
указанной выше, утечка становится значительной и должна учитываться при выполнении гидравлического расчета агрегата.
При высоких давлениях и тонкостенных цилиндрах, а также при малых скоростях перемещения штока необходимо также учитывать увеличение зазоров за счет упругих деформаций цилиндра, которые могут быть значительно больше первоначального зазора.
Учет утечки жидкости в торцовые зазоры щелевого уплотнения с плавающей втулкой
Как показывают эксперименты, при работе щелевых уплотнений с плавающей втулкой наряду с расходом жидкости в радиальном зазоре имеется также утечка через торцовые зазоры.
Образование торцовых зазоров в месте прилегания плавающих колец к дистанционным втулкам и корпусу обусловлено неточностью изготовления и сборки сопряженных деталей, наличием перекосов и т. д. Приведем выражение относительного расхода жидкости через торцовый зазор и выясним параметры, определяющие его значение при турбулентном истечении. Воспользуемся сделанными нами ранее выводами.
Основной расход через радиальный зазор s
Qy.р = ndsu == nds .
Расход через торцовый зазор sT при движении жидкости от периферии к центру
Qy.т = nDB.TsTuR = лDB. tst У (P'~fey-2g-
Относительный расход через торцовый зазор
Qy.T ^B-TsT -| Г k /11 П\
-Q^ = -Vtt- <116>
146
где
k— [^l ( U ) 2s ^ ?вх + ?вых] >
где U0 — скорость жидкости перед входом в уплотнение; и, Ut — соответственно скорости движения жидкости в радиальном и торцовом зазорах; D, R — соответственно наружный диаметр и радиус втулки; г—внутренний радиус втулки; Ur — средняя скорость жидкости на входе в торцовую щель.
Торцовые соединения с гарантированным зазором встречаются в насосах, лабиринтовых уплотнениях и др.
При рассмотрении течения жидкости через радиально-кольцевую щель обозначим потерю давления
где С — постоянная величина для данного опыта; Qy — расход жидкости через зазор.
Режим течения будем классифицировать по показателю степени а. Учитывая особенности истечения, будем называть режим линейным, если а = 1, и квадратичный, если а = 2 [67].
Переход от линейного к квадратичному режиму определяется числом Рейнольдса
ченный периметр на том же радиусе R; и — средняя скорость истечения в зазоре.
Критическое число Рейнольдса, по данным в работе [67]
При величине зазора s = 1-г-2 мм значения ReKp составляли 29—72. Чем меньше отношение тем выше значения критического числа Рейнольдса.
Утечка жидкости в зазоры щелевого торцового уплотнения
Ap = CQy,
где Rr — гидравлический радиус
, D — d
где Ь = —2~
147
При неподвижном диске и линейном режиме утечка жидкости в зазоре согласно исследованиям [6/1 определяется выражением
п _ ^s3 Ap Vy — 5“-
6lIlnT
Утечка жидкости в зазоре при квадратичном режиме истечения и неподвижном диске
Суммарные потери давления при протекании жидкости через зазор торцового соединения
Ap = р — Pa = Apf + Ap0 + Арвх + А рвых,
где Apf—потери давления на преодоление сил трения; Ap0 — потери давления на создание скоростного напора; Арвх, АрВЬ1Х — потери давления на преодоление местных сопротивлений на входе в зазор и на выходе из зазора; р0 — давление в полости, в которую происходит истечение жидкости.
Суммарные потери давления при движении потока жидкости от центра, к периферии при Я = const
Ap = A'?«?.
С учетом исследований [32]
?'= [a,Jf? + (_L) +Ibx+ 1вых(-^-) ] * U1?)
где X — коэффициент, учитывающий трение; s — ширина щели; иг — средняя скорость на входе в щель;
А>кв = Г ( 1 — X ) ;
г и R — внутренний и наружный радиусы; ?вх и |ВЫх — коэффициенты местных сопротивлений на входе и выходе.
Зная k', определим иг
_ l/2S(P-Pa)
Ur— У k'y
Расход жидкости через зазор
Qy = 2 nrsur.
При движении жидкости от периферии к центру суммарные потери давления
Ap= k'и%,
148
где
* = И? + (-7-)* - (?)' + 5« + 5- (¦T- Л: <¦ 18>
і,» = и. = Ц-щ-
Зная AP = P — Pa и определив отношение по исходным
uR
данным, находим щ
_ !/SgT(P-Pa)
W«“ К ------Fv---•
Расход жидкости через торцовый зазор при движении от периферии к центру
Qy = 2 nRsUf>.
Утечка жидкости в торцовый зазор при квадратичном режиме и вращающемся диске
В этом случае суммарные потери давления при протекании жидкости через зазор будут равны
&Р = P — Pa = Apf + Apv + Арвх + Арвых ± Арц,
где Арц — потеря давления на преодоление напора от действия центробежных сил жидкости, вращающейся вслед за диском. Знак плюс ставится при движении жидкости от периферии к центру, знак минус — при обратном направлении потока.
Угловая скорость вращения жидкости в зазоре ©ж (средняя по ширине диска) не равна угловой скорости диска ©д, а меньше
ее. Отношение< 1.
СОд
Влияние напора от действия центробежных сил обычно сказывается только при высоких числах оборотов (например, для масла при п > 1000 об/мин).
Бескавитационная работа при вращающемся диске и движении жидкости от центра к периферии будет при условии, если
