книги из ГПНТБ / Макаров Г.В. Уплотнительные устройства

и расхода среды Gy через зазор за счет притока тепла.

Вращение вала с большими окружными скоростями может ока­ зывать существенное влияние на приток тепла к протекающей среде, на ее вязкость и расход.

Как известно напряжения сдвигу слоев среды при вращении вала

до.

Градиент —=^- растет с увеличением окружной скорости враще­

ния вала, следовательно растет и приток тепла. Принимаем уравнение притока тепла в виде:

После интегрирования этого уравнения по у в пределах величины зазора s, получим

196

Ранее было получено

оо

/Ш+($-)>- (pg)2(rtd)22S:с З I

оо

(сог)2

щественное влияние имеет отношение ———.

197

При наличии притока тепла сжиженный газ начинает превра­ щаться в пар.

С повышением температуры изменяются вязкость газа и рас­ ход среды через зазор.

42.ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ

ДВИЖЕНИЕ СЖИЖЕННОГО ГАЗА

ВКОЛЬЦЕВОМ МИКРОЗАЗОРЕ

1.Уравнение перепада давлений

взазор.

2.Уравнение притока тепла

3. Коэффициент динамической вязкости г, = F± (р, Т).

4. Теплоемкость среды

cv = F2 (Т).

5. Теплопроводность среды

X = F3 (Т).

6. Коэффициент теплообмена между поверхностями корпуса, вала и смазкой

и графиков. Плотность р принимается постоянной. Неизвестные величины Gy , и, а, Т, cv, X.

Для решения системы уравнений, характеризующих поведе­ ние среды при течении в кольцевом зазоре, применим метод чис­ ленного интегрирования дифференциальных уравнений с помощью трапеций.

Приведем необходимые зависимости. Задано дифференциальное уравнение

dx

где F (х) — первообразная функция.

198

Напишем уравнения для численного интегрирования диффе­ ренциальных уравнений, характеризующих движение среды в ми­ крозазоре, по способу трапеций путем перехода от точки к точке.

Уравнения перепада давлений при ламинарном движении среды:

! - = / М . г л е / ( 4 - - ^ ;

(179)

— and (T — Tc);

3t d y 2 s 3

199

где

яdy2s3

Щ+1 = - f ^ + FM (,v,+1 - х , ) ;

( 1 8 0 )

=Qt + AQ,.+ 1 .

43.ЗНАЧЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ВЕЛИЧИН, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ СОВМЕСТНО

РЕШАЕМЫХ УРАВНЕНИЙ

Теплота испарения сжиженных газов

Уравнения зависимости теплоты испарения г от критической температуры Тк и температуры кипения Т:

для азота

Теплоемкость

Теплоемкость при изохорном процессе

с ° — { дТ )v ~ V дТ /„ '

При изобарном процессе

200

Теплоемкость при различных величинах давления и темпера­ туры удобнее находить по диаграммам состояния. Например,

ДУ средняя теплоемкость при постоянном давлении ср = - д = .

Теплоемкость cs жидкости, находящейся под давлением на­ сыщенных паров, определяют, снимая A J по пограничной линии'

жидкости.

Диаграмма изменения, теплоем­ кости ср, cs для конденсированных газов в зависимости от темпера­ туры приведена на рис. 107.

газов и сжиженных газов в за­ висимости от температуры представлено на рис. 108, а.

Изменение теплопроводности газообразного азота при различ ных давлениях представлено на рис. 108, б, в.

Теплопроводность сжиженных газов значительно выше тепло проводности газов.

Коэффициент теплоотдачи

При работе насоса, вследствие наличия притока тепла, тем­ пература корпуса уплотнений и вала может быть выше темпера­ туры запираемой рабочей среды. При этом возможна передача тепла. Чем больше скорость вращения вала, тем значительнее теплоотдача.

Коэффициент теплоотдачи к рабочей среде

а = N u / - j - ккал/(м2 -ч-град);

Nu = С (GrPr)*

где Gr — критерий Грасгофа; Рг — критерий Прандтля. Значения С и л являются функцией (GrPr).

6)Х,кнап/(м ч град) 0,Ю

250 Т,К

в)х,ккал/(нчград) 0,022

Рис. 108. Зависимость теплопроводно­

202

Ориентировочные значения величин (GrPr), С и п [45]: при ламинарном режиме движения С = 0,54, п = 1/4

Га!

к окружающей вал среде; индекс v указывает на среднее значе­

Глава V I I

УПЛОТНЕНИЯ НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Уплотнения неподвижных соединений по конструктивным осо­ бенностям можно подразделить на уплотнениябез промежуточ­ ных элементов и на уплотнения с промежуточными элементами; по характеру работы •— на уплотнения, у которых давление ра­ бочей среды уменьшает давление между сопряженными поверх­ ностями (несамоуплотняющиеся) и на уплотнения, у которых при увеличении давления рабочей среды увеличивается контактное давление между сопряженными поверхностями (самоуплотняю­ щиеся).

Без промежуточных элементов обычно выполняются плоские соединения, у которых герметичность обеспечивается за счет шлифовки или шабровки сопряженных поверхностей.

Такие соединения применяются при давлениях до 50 кгс/см2 . Эти соединения являются дорогими и применяются сравнительно редко [61] . К этому же тцпу можно отнести и соединения при помощи конических резьб.

44.УПЛОТНЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ПРОКЛАДОК

Соединения со свободнолежащей прокладкой применяются для всех фланцев, имеющих форму, отличную от круглой. Соединения с уступом применяются для круглых прокладок для точной их фиксации.

Соединения с узким кольцом, поджимаемым~соответствующим выступом, применяются при высоких давлениях.

На рис. 109, б показаны соединения с применением других

работы которого увеличивается с ростом давления. Такое уплот­ нение применяется для высоких давлений, например 2000— 3000 кгс/см2 .

На рис. НО конусное уплотнение также предварительно под­ жимается, но при подаче давления поджатие увеличивается и на­ дежность герметизации возрастает [98] . Коническое кольцо изго-

204