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阀门密封机理及物理现象~2
2017-3-1 13:58 中国泵阀制造网 作者:中国泵阀第一网信息部 点击:1303
【中国泵阀制造网 基本原理】阀门的密封性能是衡量阀门质量的最重要的指标,也是决定阀门寿命的主要因素。因此,阀门密封副的密封是阀门的关键。任何类型的阀门,不论其工作原理,结构形式,使用场合如何不同,都存在着密封的问题,因而它是研究阀门的共性问题。

(3)粘性

当液体运动时,其内部液层间的内摩擦力,阻止它们间发生相对运动,这一性质即为粘性。

所谓液层是人为的,即在流体内沿其运动方向任意分取液层,在接触面上都有内摩擦力存在。

粘性只是在流体运动时才能表现出来。

内摩擦力的产生是由于(a)液体内部分子间的引力即内聚力的作用,即在所取液层界面上分子间的引力作用。(b)液层间的质点交换,即由于液体在流动时,其内部分子存在着不同于宏观流动方向的分子运动,靠边沿的慢速层中分子与靠中心的快速层的分子会产生交换,而造成所谓动量交换,在宏观上使快速层运动速度降低,起阻力作用,使慢速层加速,起拖力作用,即内摩擦现象。

不仅液体而且气体也存在着粘性。

由于液体分子的不规则运动比较微弱,所以对它的粘性起主要作用的是分子间的引力。而气体分子运动活跃,但分子密度小间距大,分子间引力小,故对粘性起主要作用的是分子运动造成的动量交换。

通常随着温度升高,液体粘性下降而气体粘性增加,这是由于温度升高,使液体分子间距离增加从而使对其粘性起主要作用的分子引力(即内聚力)减小,虽然由于温升使分子运动加剧,但动量交换对液体粘性所起的作用甚微。而对气体由于温升造成分子交换频繁而使其粘性增大。

压力对液体的粘性影响很小,当压力升高时液体性将略有升高,通常只是在压力很高时(>200大气压)才考虑其影响。

应指出液体的运动粘度远大于气体,但二者运动粘度的比较接近,这是由于二者密度相差很大的缘故(V = M / ρ)。

流体层间的内摩擦由于其产生的机理与固体间摩擦不同因而它们的性质也完全不同,不能将关于固体内摩擦的规律应用于流体。流体间内摩擦,按牛顿内摩擦定律,具有如下特性。

(a)与流体内速度梯度成正比;

(b)与流体层的接触面积成正比;

(c)与接触面上压力无关。

度量流体粘性的参数称粘度或粘性系数。

动力粘度

τ——流体层间单位面积上的内摩擦力(即切应力)——速度梯度

按绝对单位制(物理单位)μ的单位是泊(达因•秒/厘米2)或厘泊(1/100泊)

按工程单位制,μ的单位是kgf•sec/m2

按国际单位制,μ的单位是帕•秒(牛顿•秒/米2)

运动粘度V               V = μ / ρ            ρ——密度

按绝对单位制V的单位是斯(cm2/Sec)

按国际单位制或工程单位制,V的单位是M2 / Sec。

20℃水        μ =1.005X10-3牛顿/米2   V = 1.007X10-6米2/秒

20℃空气      μ =1.52X10-5牛顿/米2    V = 1.512X10-5米2/秒

(4)毛细现象

毛细现象和浸润现象有密切关系,将细管插入液体中,在管内外将产生高度差,如果液体能浸润管壁则管内液面将高于管外,这时液面为凹面,反之则管内液面将低于管外,这时液面为凸面。(下图)

阀门

以浸润情况为例(如水与玻璃管):由于附着力大于内聚力使接触角θ<90°,故液体表面呈凹面。接触角指在液体与固体相触的表面边缘,液体表面的切面与固体表面的夹角。

凹面使表面张力的合力为—方向上的力,从而使管内液面上升至升高部分液柱重量等于表面张力的合力。

同理也可以解释凸面的情况,这时接触角θ>90°。

毛细现象在日常生活中常见到,如毛巾的一端浸入水中,则其上部也会逐渐润湿,吸墨纸的吸水作用,土壤内部水份的蒸发等。

(5)吸附现象

正如固体表面与液体表面间存在着附着力所表明的,固体表面分子具有一定的表面能,当它与气体相接触时,它能将部分气体分子吸引到固体表面上来,以降低其表面能,这种现象称吸附作用。

吸附现象可以分物理吸附与化学吸附。物理吸附是由于固体表面分子与被吸附的气体分子间的引力作用而产生的。化学吸附是由于固体表面分子的化学键能所产生的,对于确定的固体它常常只对某些气体分子具有化学吸附作用(取决于分了结构),因而表现为吸附的选择性。

物理吸附与化学吸附常常是同时作用的,物理吸附的速度很大,从而易于达到平衡,而化学吸附的速度缓慢,温度升高,气体分子热运动加剧,将使物理吸附能力下降,而会加速化学吸附的速度。因而在常温下主要是物理吸附而高温下化学吸附作用显著。

吸附现象广泛应用于工业和日常生活,如化学反应的固体催化剂,大多靠吸附活化起催化作用,防毒面具中吸附剂选择性吸附着有害气体等。

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(来源:中国泵阀第一网)

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