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压缩机磁流体密封机理分析

2017-12-20 tag标签:磁流体(7)密封(2)

压缩机磁流体是一种超顺磁性磁介质,在外界磁场作用下,其受力除与普通流体相同外,还有 磁化效应及其特征。

本文应用热力学和磁流体动力学,从理论上分析磁流体密封承压能力的 产生及其计算方法,并推导密封承压能力的计算式、磁流体的磁应力张量及其体积力。

磁流体密封机理一承压及其失效过程静止时,如果左右两侧压力相等, 两侧的磁流体平衡,均弧状凸起。

设外磁场H沿分界面的切线方向, 此时磁偶极子首尾衔接,如织物的平行经线状,构成“惟帘”。

倘若两侧压力不等,高压侧压力为P,低压侧压力为Pp,其曲面凸向低压侧,因磁性力的作用小时,被封介质(如气体) 已经冲破“帐帘”,钻入磁流体中,企图从低压侧 逃逸,如果P进一步增大,其曲面更凸,形成局部撕裂状。

磁流体密封原理图

倘若此时压力降低,在碰场作用下,磁流体流动、补充到原部位,磁偶极子重织“推帘”,即所谓 “愈合”。

假如压差增大,磁流体中已形成的局部撕裂处扩大,深化为细丝状通道, 时有断续的嘶嘶声或连续的嘘嘘声。

此时高压侧(第一级左侧) 的压力陈 低,低压侧(第一级右侧) 的压力增加,则其级间压差减小。

当被吸附着的磁 流体足以抵抗该压整(Ap') 时,密封级(如第一级) 立即自动“愈合”。

若再加大压差, 伙之大于冲破压力峰值,则被封介质从间隙中喷向低压侧,由于喷射流动,间隙中的部 分磁流体被哉散为滴珠状。

一般在出现这种状况之后,纵使级闻压差减小, 若因磁筑体损失过多该级密封也难以完成“愈合”,或恢复到足够大小的液体“O”型环, 保证密封。

由此可见,虽然每级的承压能力是有限的,但“冲破”与“愈合”效应起着自动均衡各 级承压能力的作用,使级间压差逐级均匀负担,从这种意义上讲,“冲破”和“愈合”一样, 同样是有益的。

从这点出发,可以悟出为什么多级密封可以提高压缩机承压能力。


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