Le tenute meccaniche necessitano di una piccola perdita per funzionare correttamente. Questa piccola perdita aiuta effettivamente a lubrificare e raffreddare il facce di foca, facendoli durare più a lungo.
Calcolatore del tasso di perdite della tenuta meccanica
Calcolare la perdita in base alla formula base del tasso di perdita.
Parametri di ingresso
Tasso di perdita calcolato (Q)
Ripartizione del calcolo
ln(r₂/r₁) = 0.000
h³ = 0.00e + 0 m³
Numeratore (π × h³ × ΔP) = 0.00e + 0
Denominatore (6 × η × ln(r₂/r₁)) = 0.00e + 0
La formula di base del tasso di perdita
La formula più comune per calcolare il tasso di perdita della tenuta meccanica è:
Q = (π × h³ × ΔP) / (6 × η × ln(r₂/r₁))
Dove:
- Q = tasso di perdita (m³/sec o in³/sec)
- r₁ = raggio della faccia interna (mm o pollici)
- r₂ = raggio della faccia esterna (mm o pollici)
- h = altezza dello spazio tra le facce (μm o μin)
- P = differenza di pressione attraverso la guarnizione (Pa o psi)
- η = viscosità dinamica del fluido (Pa·s o lbf-sec/in²)
- ln = logaritmo naturale
Questa formula funziona al meglio quando le superfici di tenuta scorrono su una sottile pellicola liquida con un contatto minimo.
Calcolo di esempio
Facciamo un esempio concreto:
Valori dati:
- Raggio interno (r₁) = 26.98 mm
- Raggio esterno (r₂) = 31.75 mm
- Altezza della fessura (h) = 0.254 μm
- Differenza di pressione (ΔP) = 1.8 MPa (1,800,000 Pa)
- Viscosità (η) = 0.001 Pa·s (acqua a 20°C)
Passaggio 1: calcolare ln(r₂/r₁)
ln(31.75/26.98) = ln(1.177) = 0.163
Passaggio 2: Calcola h³
(0.254 × 10⁻⁶)³ = 1.638 × 10⁻²⁰ m³
Passaggio 3: metti tutto insieme
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
Conversione in unità più pratiche:
9.47 × 10⁻¹² m³/sec = 0.34 mL/hour
Formula alternativa per casi speciali
Per le guarnizioni pressurizzate esternamente, potresti vedere questa formula più complessa:
Q = 7.5 × 10⁻¹⁵ × (1 + 0.0013 × D)³ × n¹·⁹ × h⁻⁰·¹ × (k + pf)⁻⁰·⁹ × Dp⁰·¹
Questa formula include fattori aggiuntivi come il diametro dell'albero (D), la velocità (n) e la pressione sulla superficie (pf).
Perdite normali vs. eccessive
Cosa si considera normale? La maggior parte delle tenute meccaniche perde tra 5 e 10 cc/ora (centimetri cubi all'ora) durante il normale funzionamento. Ciò equivale a circa 1-2 cucchiaini all'ora.
Se il tasso di perdita calcolato o misurato è molto più alto, potrebbe significare:
- Facce di tenuta danneggiate
- Installazione impropria
- Materiali sbagliati per il tuo fluido
- Vibrazioni eccessive o disallineamento
Quando le formule non funzionano
A volte non è possibile calcolare con precisione la portata della perdita perché:
- Le superfici di tenuta sono danneggiate o usurate in modo non uniforme
- Non c'è una pellicola liquida stabile tra le facce
- La guarnizione è asciutta o semi-asciutta
- Esistono molteplici percorsi di perdita
In questi casi sarà necessario misurare la perdita effettiva o sostituire la guarnizione.
Misurazione del tasso di perdita effettivo
Se hai bisogno di verificare i tuoi calcoli:
- Raccogliere le perdite in un periodo di tempo stabilito
- Misurare il volume raccolto
- Calcola la velocità = volume / tempo
Ricordarsi di tenere conto dell'evaporazione quando si maneggiano fluidi volatili.
