Высокооборотные агрегаты, в частности лопастные машины для жидкостей и газов с угловой скоростью вращения вала более 800 рад/с, широко применяются в современной технике (авиации, судостроении, энергетике, ракетостроении, химическом машиностроении).
Создание надежных уплотнений по валу машины стало важной задачей. Уплотнения чаще всего предотвращают потери рабочего тока и повышают общий энергетический уровень машин. В атомных энергоустановках высокие требования к характеристикам уплотнительных систем циркуляционных насосов обусловлены, кроме того, недопустимостью утечек радиоактивной воды. В авиационном и ракетном двигателестроении уплотнения обеспечивают не только экономичность, но и работоспособность машины в целом и безопасность в эксплуатации.
В настоящее время имеется ряд монографий и других научных работ в области уплотнительной техники, позволяющих полностью или частично решить вопросы уплотнения валов агрегатов, работающих в области средних скоростей. Необходимость повышения угловых скоростей агрегатов, обусловленная уменьшением массы, габаритов и повышением экономичности работы, приводит, как правило, к ухудшению условий работы уплотнений. Поэтому к уплотнениям предъявляются такие же требования, как и к наиболее ответственным узлам проектируемой машины.
Таким образом исследования в области уплотнительных систем валов высокооборотных агрегатов являются весьма актуальными. Эта проблема, на наш взгляд, должна быть отражена и в учебной литературе для вузов. Однако в настоящее время отсутствуют какие-либо учебники и учебные пособия в этой части, обобщающие материал по уплотнению высокооборотных валов. Рецензируемое учебное пособие некоторым образом восполняет этот пробел. В нем приведены сведения по основам проектирования и расчетам уплотнений высокооборотных валов агрегатов.
Книга состоит из введения, пяти глав и списка литературы. В первой главе даны общие сведения об уплотнениях валов, классификация по принципу действия, схемам работы, приведены конструктивные схемы контактных, бесконтактных и комбинированных уплотнений. Сформированы основные условия работы уплотнений.
Вторая глава посвящена изложению основ проектирования и расчета контактных уплотнений. Рассмотрены практически все известные контактные уплотнения, применяемые в высокооборотных машинах, для широкого диапазона перепадов давлений, температур, рабочих сред с различными физико-химическими свойствами. Приведены конструктивные решения, позволяющие использовать контактные манжетные уплотнения в узлах агрегатов с высокой угловой скоростью.
В третьей главе даны общие методики расчета бесконтактных уплотнений статического принципа действия. Рассмотрена сравнительная эффективность щелевых и лабиринтных уплотнений, что позволяет выбрать для заданных условий работы агрегата наиболее эффективный вид уплотнения. Показаны особенности проектирования ' гидростатических уплотнений, в которых реализуется условие бесконтактной работы уплотнения при минимально возможных протечках рабочей среды. Приведены результаты экспериментальных исследований по гидродинамике малых торцевых зазоров и зависимость перепада давления на щели от конструктивного исполнения входного участка в радиально-кольцевую щель.
В четвертой главе рассмотрены бесконтактные гидродинамические уплотнения, использующие высокую скорость вращения вала для создания уплотнительного эффекта. Автором приведен анализ эффективности нескольких видов гидродинамических уплотнений и показана целесообразность широкого использования гидродинамического радиального уплотнения в высокооборотных машинах. В главе наиболее полно представлен материал по гидродинамике, исследованию рабочего процесса, герметичности и расчету напорных и мощностных характеристик уплотнений с импеллером. Приведены инженерные методики расчета и проектирования уплотнения с анализом процессов барботажа в уплотнении и теплового расчета узла.
В пятой, заключительной главе на основе анализа всех типов уплотнений изложены принципы проектирования комбинированных уплотнений высокооборотных валов. Рассмотрены исходные параметры для создания конструкции комбинированного уплотнительного устройства, отвечающего поставленной задаче. Все комбинированные уплотнения автором разбиты на группы в соответствии с признаками уплотнений, используемых в комбинации. Для целого ряда реальных конструкций приведены гидравлические расчеты комбинированных’ уплотнений с разбивкой их на отдельные элементы, что позволяет в целом провести расчет уплотнения.
В заключении приводятся схемы уплотнений для особых рабочих условий агрегата. Показаны особенности расчета уплотнений для суспензий различной концентрации, приведены данные исследований эрозии и износа гидродинамических уплотнений.
Книга является одним из первых учебных пособий по данному вопросу. Материал изложен в логической последовательности, все разработки подкреплены примерами из практики проектирования того или иного вида уплотнений, что наиболее полно изложено в главе по комбинированным уплотнениям. Книга может быть использована студентами старших курсов соответствующих вузов при курсовом и дипломном проектировании.
К сожалению следует отметить, что многие виды уплотнений, вопросы их проектирования и расчета рассмотрены автором кратко, в чисто постановочном виде. Отсутствуют тепловые расчеты контактных уплотнений и их рабочих поверхностей, не освещены вопросу гидродинамики малых зазоров применительно к работе уплотнений, не затронута динамика уплотнительных узлов и влияние динамических характеристик элементов уплотнения и вала на работоспособность не только уплотнения, но и всего агрегата.
В дальнейшем при переиздании книги, а в этом вероятно будет необходимость из-за довольно ограниченного ее тиража (500 экз.), необходимо учесть эти замечания.