ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статический расчет уплотнений с плавающими кольцами из "Уплотнения и уплотнительная техника " Одну из особенностей течений жидкостей через щели при высоких перепадах давлений иллюстрирует рис. 11.6. При повьппении перепада давлений до 65 МПа утечки через щель, как обычно, увеличиваются, а при более высоких перепадах давлений уменьшаются. Такой характер зависимости утечек от перепада давлений объясняется преобладающим влиянием на вязкость жидкости давления, вызвавшего увеличение вязкости [24]. [c.383] Из формулы (11.9) следует, что при ламинарном режиме утечки через лабиринтную щель увеличиваются по сравнению с утечками через гладкую щель в той степени, в которой канавки укорачивают длину щели. В связи с этим применение лабиринтных уплотнений с целью снижения утечек при ламинарном режиме не оправдано. Однако нарезку канавок на уплотнительных поверхностях можно рекомендовать для разгрузки ротора или плунжера от радиальных сил. Наличие канавок уменьшает также опасность заклинивания плунжерной пары при работе на загрязненной жидкости, так как при этом обеспечивается возможность удаления твердых частиц из зазора. [c.384] По результатам исследования влияния формы канавки на коэффициент построены зависимости, показанные на рис. [c.384] Для одноатомных газов (и = 1,67) Ркр/Pz-i =0,487, для двухатомных газов (х = 1,4) Pkp/Pz- 1 = 0.528. [c.385] Полученное значение г округляют до ближайшего меньшего целого числа. [c.385] Лабиринтные уплотнения для газов. [c.385] При движении газового потока через лабиринтное уплотнение происходит расширение газа. Этот процесс осуществляется путем многократного преобразования потенциальной энергии давления в кинетическую энергию газового потока в узкой части. щели с последующей почти полной диссипацией кинетической энергии в камерах лабиринта. Чем большая доля кинетической энергии в каждой камере переходит в теплоту, тем большее сопротивление движению газа создает уплотнение. В направлении от входа к выходу уплотнения давление понижается, удельный объем газа и скорость потока увеличиваются. В зазоре на последнем лабиринте устанавливается наибольшая скорость, которая может достичь скорости критического течения. [c.385] Для ступенчатого уплотнения (рис. [c.386] В практике широко применяют ступенчатые лабиринтные уплотнения (рис. [c.386] В малых турбомашинах иногда применяют уплотнения с гребнями, выполненными непосредственно на валу (рис. [c.386] Описанные конструкции лабиринтных уплотнений применяют в турбомашинах при низких и средних давлениях. При высоких давлениях эти конструкции недостаточно надежны вследствие потери прочности гребней под действием газового потока высокого давления. В этих условиях целесообразно использовать сотовые уплотнения, которые применяют, например, в сов15еменных центробежных компрессорах высокого давления [4]. [c.387] Сотовая конструкция уплотнений имеет высокую жесткость, что позволяет выполнять стенки толщиной до 0,05 мм. В результате этого возможна практически беззазорная сборка уплотнения, так как поверхность контакта между стенками сот и ротором значительно меньше, чем в обычном лабиринтном уплотнении. По герметичности лабиринтные уплотнения уступают сотовым [4]. [c.388] Расчет сил Р , F p приведен ниже. [c.389] Для зазоров цилиндрической формы эпюра распределения давления в осевом направлении близка к треугольной. В этом случае приближенно можно принять 1 = 21у/Ъ и /( = /у/2. Здесь и далее /у — протяженность уплотнительной поверхности в осевом направлении. [c.389] Анализ показывает, что единственным фактором, во всех случаях препятствующим раскрытию торцового стыка, является момент от прижимающего усилия. Увеличение этого момента й результате увеличения силы F, повышает сопротивление плавающего кольца повороту. Однако вместе с увеличением F, увеличивается сила трения в торцовом стыке Ртр, что может нарушить условие самоцентрирования плавающего кольца, е учетом этого в ходе статического расчета уплотнения соотношение между силами Р и F, должно быть выбрано таким, чтобы условия (11.12) и (11.13) выполнялись одновременно. [c.389] Из формулы (11.14) следует, что при отсутствии перекоса в конусных щелях конфузорной формы (0к 0) гидростатическая сила центрирует плавающее кольцо (Р 0), в диффузорных щелях (0к 0) эта сила стремится нарушить центрирование (Р 0). В цилиндрических щелях (0 = 0) с перекосом осей плавающего кольца и вала гидростатическая сила всегда направлена в сторону участка щели с конфузорным зазором по направлению утечки, поэтому в зависимости от соотношения величин 0в и е гидростатическая сила в этом случае может центрировать и децентри-ровать плавающее кольцо. [c.390] Эти формулы справедливы для несжимаемых жидкостей при отсутствии кавитации в щели, а также длА сжимаемых сред при условии Л 3. Здесь Л = б иаг l(pjio) — динамический параметр (число сжимаемости). [c.390] Расчет силы трения в торцовом стыке. [c.391] Согласно экспериментальным данным [20] коэффициент трения зависит от перепада давлений ро на плавающем кольце, среднего контактного давления р в торцовом стыке, а также от наличия перемещений кольца относительно корпуса. [c.391] Вернуться к основной статье