密封间隙对磁流体密封能力的影响(2)
下面从另一方面来考虑磁流体的密封能力：假设有一级磁流体密封，承受 p的压差后磁流体的形状产生弯曲（见图3），再假设磁力线是平行于磁流体曲面的；如果压差增加，将对磁流体做功，在数量上应该等于磁力线被拉长所需做的功。拉长磁力线所做的功dW为
M，B意义上同上，另外符号的意思奸徒3。压力所做的功为：
由此可以得到磁流体密封所能承受的压差，为
从此式可知，磁流体密封能力不但与磁极极齿参数有关，而且关系密切，式3）和式6）之所以有差别，主要是（3）式没有考虑磁流体的变形。
但是这里还没有考虑到磁流体内部剪切应力在弯曲变形方向做的功，如考虑进去这部分能量，则须在4）式加上一项
则（6）式变成
由（8）式可知，耐压能力还与磁流体粘度有关。
2．间隙对磁流体密封能力影响的实验及其结果
实验用的磁流体密封装置见图4，耐压值可从真空表读得。实验条件为：磁极尺寸（见图5）；磁流体密封间隙0.02~0.5mm；转速0 r/min、980 r/min、1450 r/min、2900 r/min；粗糙度Ra0.4~6.3μm。实验结果见图6~7。
从图6可知：
① 由式（3）理论式所计算的耐压能力为0.17MPa，与间隙无关，由式（8）所计算的图示于图6中的理论计算耐压值在间隙为0.02mm时可达0.41 MPa，当间隙大于0.25mm以上时，对耐压能力影响极小，且与式（3）结果基本符合。
② 间隙对密封能力很敏感，特别是当间隙小于0.15~0.1mm，密封能力急剧增强。
③ 在间隙小于0.15mm时，转速对密封能力几乎没有影响，当间隙大于0.25mm时，随着转速的增大反而有利于密封能力。而在转速小于1450r/min时对密封能力的影响不大。
从图7可知：
① 粗糙度对密封能力具有一定的影响，特别是在密封间隙小于0.05mm以下时，当粗糙度大于Ra12. 5μm时，将会使密封能力下降。
② 密封间隙小于0.15mm，粗糙度小于Ra12.5μm时，密封能力将随着间隙的减小而增加，当间隙大于0.15mm时，粗糙度对密封能力的影响较小。
3、结论
① 理论上推出了间隙对密封能力的影响的表达式，与实验比较，较目前使用的计算式更符合实际，且是偏于安全。
② 粗糙度大于Ra12.5μm时，间隙过小反而会使密封能力降低。
③ 转速对密封能力的影响不是太大，只是在间隙较大转速较小时才有些下降。
