气缸在密封中的泄漏量取决于密封前后的压力大小、密封结构型式、齿数z和隙缝的面积f。
当密封前后的压力比超过临界值时,密封的出口气流将出现声速,这种临界压力比可表示为
式中 p前、p后——密封前后的压力;
α——系数,有
空气、氧气、氨气等气体的等熵指数K=1.4,g=9.81m/s2,系数α=2.145,则临界压力比可表示为
图6-2所示为空气、氧气、氮气等气体的等熵指数K=1.4时的临界压力比与密封齿数z的关系。
图6-2 不同齿数z的临界压力比(K=1.4)
当密封前后压力比小于临界压力比时,密封的低压力比泄漏量qm低漏(kg/s)为
式中 ——泄漏系数(图6-3);
Dm——密封直径(m);
z——齿数;
smm——径向间隙(指径向上的间隙)(mm);
p前、p后——密封前后的压力(kgf/cm2);
ρ临——临界压力(kgf/cm2);(www.xing528.com)
ρ前——密封前的气体密度(kg/m3)。
当密封前后压力比大于临界压力比时,密封的高压比泄漏量qm高漏(kg/s)为
如工质为空气等等熵指数K=1.4的气体,则系数α=2.145,式(6-5)可表示为
式中的符号和单位与式(6-4)相同。
图6-3所示为不同梳齿形式密封的泄漏系数α,其中以图6-3d所示的曲折形密封结构为最佳,其泄漏系数α=0.7。图6-3a所示为平滑圆柱形漏气隙缝结构,漏气比较厉害,这种结构一般用于密封要求不高的情况,或是气体中含灰量较大,容易把曲折形空腔堵塞的情况。
图6-3 不同梳齿形式密封的泄漏系数α
[例题6-1] DA200-61型压缩机平衡盘处的漏气计算。
已知:密封前的压力p前=7.08kgf/cm2;密封后的压力p后=1kgf/cm2;密封前的密度ρ前=6.54kg/m3;密封的直径Dm=0.235m;密封齿数z=21(平衡盘处16片,叶轮主盘上5片);泄漏系数α=0.7,采用曲折形梳齿密封;密封径向间隙smm=0.3mm。
解 密封前后压力比=7.08,由图6-2查得齿数z=21时的临界压力比为6.08<7.08。因此,可采用高压力比泄漏量计算式(6-6)进行计算:
相对漏气量为
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