Los sellos mecánicos necesitan una pequeña fuga para funcionar correctamente. Esta pequeña fuga ayuda a lubricar y enfriar el sello. caras de foca, haciéndolos durar más tiempo.
Calculadora de tasa de fugas del sello mecánico
Calcule la fuga basándose en la fórmula básica de tasa de fuga.
Parámetros de entrada
Tasa de fuga calculada (Q)
Desglose del cálculo
ln(r₂/r₁) = 0.000
h³ = 0.00e+0 metros cúbicos
Numerador (π × h³ × ΔP) = 0.00e+0
Denominador (6 × η × ln(r₂/r₁)) = 0.00e+0
La fórmula básica de tasa de fuga
La fórmula más común para calcular la tasa de fuga del sello mecánico es:
Q = (π × h³ × ΔP) / (6 × η × ln(r₂/r₁))
Dónde:
- Q = tasa de fuga (m³/seg o in³/seg)
- r₁ = radio de la cara interior (mm o pulgadas)
- r₂ = radio de la cara exterior (mm o pulgadas)
- yo = altura del espacio entre caras (μm o μin)
- ΔP = diferencia de presión a través del sello (Pa o psi)
- η = viscosidad dinámica del fluido (Pa·s o lbf-sec/in²)
- en = logaritmo natural
Esta fórmula funciona mejor cuando las caras del sello funcionan sobre una fina película de líquido con un contacto mínimo.
Ejemplo de cálculo
Trabajemos con un ejemplo real:
Valores dados:
- Radio interior (r₁) = 26,98 mm
- Radio exterior (r₂) = 31,75 mm
- Altura del hueco (h) = 0,254 μm
- Diferencia de presión (ΔP) = 1,8 MPa (1.800.000 Pa)
- Viscosidad (η) = 0,001 Pa·s (agua a 20°C)
Paso 1: Calcular ln(r₂/r₁)
En(31,75/26,98) = En(1,177) = 0,163
Paso 2: Calcular h³
(0,254 × 10⁻⁶)³ = 1,638 × 10⁻²⁰ m³
Paso 3: Ponlo todo junto
Q = (3,14159 × 1,638 × 10⁻²⁰ × 1.800.000) / (6 × 0,001 × 0,163)
Q = 9,26 × 10⁻¹⁵ / 9,78 × 10⁻⁴
Q = 9,47 × 10⁻¹² m³/seg
Convirtiendo a unidades más prácticas:
9,47 × 10⁻¹² m³/seg = 0,34 mL/hora
Fórmula alternativa para casos especiales
Para sellos presurizados externamente, es posible que vea esta fórmula más compleja:
Q = 7,5 × 10⁻¹⁵ × (1 + 0,0013 × D)³ × n¹·⁹ × h⁻⁰·¹ × (k + pf)⁻⁰·⁹ × Dp⁰·¹
Esta fórmula incluye factores adicionales como el diámetro del eje (D), la velocidad (n) y la presión frontal (pf).
Fugas normales vs. excesivas
¿Qué se considera normal? La mayoría de los sellos mecánicos tienen fugas de entre 5 y 10 cc/hora (centímetros cúbicos por hora) durante su funcionamiento normal. Esto equivale aproximadamente a una o dos cucharaditas por hora.
Si la tasa de fuga calculada o medida es mucho mayor, podría significar:
- Caras de sello dañadas
- Instalación incorrecta
- Materiales incorrectos para su fluido
- Vibración excesiva o desalineación
Cuando las fórmulas no funcionan
A veces no se puede calcular la tasa de fuga con precisión porque:
- Las caras del sello están dañadas o desgastadas de manera desigual
- No hay una película líquida estable entre las caras.
- El sello está funcionando en seco o semiseco
- Existen múltiples vías de fuga
En estos casos, será necesario medir la fuga real o reemplazar el sello.
Medición de la tasa de fuga real
Si necesita verificar sus cálculos:
- Recoger las fugas durante un período de tiempo determinado
- Medir el volumen recogido
- Calcular tasa = volumen / tiempo
Recuerde tener en cuenta la evaporación si trabaja con fluidos volátiles.