मैकेनिकल सील को ठीक से काम करने के लिए थोड़ी सी लीकेज की ज़रूरत होती है। यह छोटी सी लीकेज सील के किनारों को लुब्रिकेट और ठंडा करने में मदद करती है, जिससे वे लंबे समय तक चलती हैं।

मूल रिसाव दर सूत्र

यांत्रिक सील रिसाव दर की गणना के लिए सबसे आम सूत्र है:

Q = (π × h³ × ΔP) / (6 × η × ln(r₂/r₁))

कहाँ:

• Q = रिसाव दर (m³/सेकंड या in³/सेकंड)
• आर₁ = आंतरिक फलक त्रिज्या (मिमी या इंच)
• आर₂ = बाहरी फलक त्रिज्या (मिमी या इंच)
• h = चेहरों के बीच अंतराल की ऊंचाई (μm या μin)
• Δप = सील के आर-पार दबाव अंतर (Pa या psi)
• η = द्रव की गतिशील श्यानता (Pa·s या lbf-sec/in²)
• ln = प्राकृतिक लघुगणक

यह फार्मूला तब सबसे अच्छा काम करता है जब सील के चेहरे न्यूनतम संपर्क के साथ एक पतली तरल फिल्म पर चल रहे हों।

उदाहरण गणना

आइये एक वास्तविक उदाहरण पर काम करें:

दिए गए मान:

• आंतरिक त्रिज्या (r₁) = 26.98 मिमी
• बाहरी त्रिज्या (r₂) = 31.75 मिमी
• अंतराल ऊंचाई (h) = 0.254 μm
• दबाव अंतर (ΔP) = 1.8 MPa (1,800,000 Pa)
• श्यानता (η) = 0.001 Pa·s (20°C पर जल)

चरण 1: ln(r₂/r₁) की गणना करें

ln(31.75/26.98) = ln(1.177) = 0.163

चरण 2: h³ की गणना करें

(0.254 × 10⁻⁶)³ = 1.638 × 10⁻²⁰ m³

चरण 3: सब कुछ एक साथ रखें

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/sec

अधिक व्यावहारिक इकाइयों में परिवर्तित करना:

9.47 × 10⁻¹² m³/sec = 0.34 mL/hour

विशेष मामलों के लिए वैकल्पिक सूत्र

बाह्य दबावयुक्त सीलों के लिए, आपको यह अधिक जटिल सूत्र दिखाई दे सकता है:

Q = 7.5 × 10⁻¹⁵ × (1 + 0.0013 × D)³ × n¹·⁹ × h⁻⁰·¹ × (k + pf)⁻⁰·⁹ × Dp⁰·¹

इस सूत्र में शाफ्ट व्यास (D), गति (n), और फेस प्रेशर (pf) जैसे अतिरिक्त कारक शामिल हैं।

सामान्य बनाम अत्यधिक रिसाव

सामान्य क्या माना जाता है? ज़्यादातर मैकेनिकल सील सामान्य संचालन के दौरान 5-10 सीसी/घंटा (घन सेंटीमीटर प्रति घंटा) के बीच लीक होती हैं। यानी लगभग 1-2 चम्मच प्रति घंटा।

यदि आपकी गणना या मापी गई रिसाव दर बहुत अधिक है, तो इसका अर्थ यह हो सकता है:

• क्षतिग्रस्त सील चेहरे
• अनुचित स्थापना
• आपके तरल पदार्थ के लिए गलत सामग्री
• अत्यधिक कंपन या गलत संरेखण

जब सूत्र काम न करें

कभी-कभी आप रिसाव दर की सही गणना नहीं कर सकते क्योंकि:

• सील के चेहरे क्षतिग्रस्त हैं या असमान रूप से घिसे हुए हैं
• चेहरों के बीच कोई स्थिर तरल फिल्म नहीं है
• सील सूखी या अर्ध-सूखी चल रही है
• कई रिसाव पथ मौजूद हैं

इन मामलों में, आपको वास्तविक रिसाव को मापने या सील को बदलने की आवश्यकता होगी।

वास्तविक रिसाव दर मापना

यदि आपको अपनी गणनाओं को सत्यापित करने की आवश्यकता है:

1. एक निर्धारित समय अवधि में रिसाव को एकत्रित करें
2. एकत्रित मात्रा को मापें
3. दर = आयतन / समय की गणना करें

यदि आप अस्थिर तरल पदार्थों से निपट रहे हैं तो वाष्पीकरण का ध्यान रखना याद रखें।