Способность веществ утекать через цилиндр с поршнем, при исправном уплотнении

[rianakaefff]

Вопрос скорее для физиков. Но дело в том, что на "общих" форумах пишут, что у меня шизофрения и тому подобное. А нормальных форумов физиков не знаю.

 

Для упрощения рассмотрим на примере шприца с поршнем.

 

Шприц заполнен водой, поршень выдвинут наружу максимально.

Стенки шприца изнутри смочены водой, т.к. в шприце вода.

 

Вдвигаем поршень в цилиндр. Кажется, что если уплотнение исправно, то абсолютно вся вода будет выталкиваться из цилиндра, а на его внутренних стенках ничего не останется.

 

Однако стенки имеют шероховатость. Каким бы плотным ни было уплотнение, все равно найдется хотя бы сколько-то углублений, где останутся молекулы воды.

 

И вот если оставить цилиндр в таком состоянии, когда поршень максимально вдвинут, то эти внутренние стенки цилиндра, слегка смоченный водой, в данный момент контактируют с атмосферой воздуха, и эти молекулы воды должны испаряться.

 

Соответственно если у нас замкнутая система (какая-то гидравлика самодельная), а шприцом мы регулярно то вытягиваем воду из нее, то обратно вливаем, то за каждый цикл, сколько-то молекул будет улетать в воздух таким образом.

 

Правда, что-то подсказывает, что это так не работает от слова совсем, ни 1 молекулы не улетает. Например потому что есть натяжение и вода не любит делиться на капли и прочие частицы без особой нужды.

 

А с какими веществами бы это работало?
С газами, например?

 

Как говорится, век живи, век учись. Я знаю, что вода может оставаться жидкой градусах при 150-200. А для кого-то и тот факт, что водяной пар бывает при 1500 градусах, и может плавить металлы, находится за гранью понимания и знания. Двое человек пыталось убедить меня, что вихревой насос нельзя реверсировать, изменив направление вращения колеса, а опыт показал, что можно. И так далее.

Изменено 22 Февраля, 2024 в 03:38 пользователем rianakaefff

[cty]

Да, жидкость через уплотнение поршня немного проходит.

Почитайте, например, про устройство современного насоса для ВЭЖХ и для чего там делают промывку уплотнений поршня с внешней стороны рабочей камеры.

The seal wash option allows to maintain the seal lifetime by flushing the back side of the seal with a wash solvent.

...removing all possible buffer crystals from the back of the pump seal.

https://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/public/G1311-90011_QuatPump_ebook.pdf

[бродяга_]

22.02.2024 в 06:31, rianakaefff сказал:

 

Правда, что-то подсказывает, что это так не работает от слова совсем, ни 1 молекулы не улетает.

улетает. надо искать чем смазывают и смотреть растворимость...

[rianakaefff]

В 22.02.2024 в 07:23, бродяга_ сказал:

улетает. надо искать чем смазывают и смотреть растворимость...

 

Смазывают кольца поршня, а тем самым смазывают и внутренние стенки цилиндра, заполняя все эти неровности и не давая это сделать рабочей жидкости? 

 

А как обстоят дела в "гидравлике" с гидравлическим маслом? Строительная техника, промышленное оборудование.

Там эффекта нет или он ничтожно мал, из-за того, что масло не испаряется?

А если бы там вместо масла была вода (ну или антифриз, вы же не хотите чтобы замерзало в малейший мороз), то эффект был бы сильнее?

Если он действительно есть, то это весьма забавный недостаток гидравлических систем перед пневматическими.

Да и вообще замкнутых систем с цилиндрами и поршнями, которые работают на своем запасе жидкости, газа или еще чего-то (ну плазмы, например).

А не сжимают атмосферный воздух компрессором, или используют иной ресурс, который окружает систему (морская вода, например) или которого столь много, что такими мелкими потерями можно пренебречь (вода из водопровода, больших теплосетей, магистральный газ...)

 

И возможно, не такой и несущественный недостаток, смотря что за вещество...

И об этом нигде не упоминают, когда сравнивают гидравлику с пневматикой.

P. S.

Если что - цели возвести поклеп на гидравлику у меня нет, но есть довольно сомнительные идеи которые хочу проверить, а стоит ли их делать гидравлическими или лучше воздух при всех его минусах.

 

[бродяга_]

22.02.2024 в 10:50, rianakaefff сказал:

он ничтожно мал, из-за того, что масло не испаряется?

дело не в испарении масла, а ничтожный потерях. в замкнутых системах типа холодильных агрегатов.

работают годами.

[rianakaefff]

В 22.02.2024 в 11:02, бродяга_ сказал:

в замкнутых системах типа холодильных агрегатов.

работают годами.

 

Системы бывают разные.

 

Компрессор холодильника - я толком не знаю как он устроен. Зато знаю что он абсолютно герметичен. Поэтому даже если там реально какой-то поршень, высовываясь из цилиндра, выносит частицы фреона - то выносит он их не в атмосферу, а в тот замкнутый объем воздуха, который внутри компрессора. Это уже лучше. А если этот объем сделать минимальным, а если его еще и смазкой заполнить допустим, то проблема уменьшается на глазах.

А может и не воздуха это объем, а того же самого газа что и компрессор сжимает...

 

Совсем другое дело линейный гидропривод, который находится просто в воздухе комнаты, и при выдвижении поршня оный (шток его, да и сам поршень до уплотнительных колец тоже) контактирует с воздухом комнаты.

 

Где-то могут на выдвигающийся поршень надевать гофрозащиту. Вряд ли она даст 100% герметичность, зато защитит от попадания гадости в цилиндр, ну и уменьшит данный эффект, коли он есть.

А где-то не могут, потому что поршень имеет ход в несколько метров и выдвигается с 0 до 6 метров, никакая защита не сможет так растягиваться и ужиматься.

Изменено 22 Февраля, 2024 в 08:36 пользователем rianakaefff

[Begemot_555]

 В компрессоре холодильника нет никаких поршней там плунжерный насос

 

 Сравнивать пневматику и гидравлику мягко говоря некорректно

 

 Гофра защищает исключительно от пыли чтобы шток не царапался

 

 И да, правильно вам все пишут на "общих" форумах

[Shizuma Eiku]

Через любые неплотности могут уходить и жидкости и газы, в т.ч. и через поршень жидкость. При вакуумной перегонке неплотность соединений всегда представляет собой проблему.

Для жидкостей способность проходить через тонкие щели связана с их вязкостью - v=(p₁-p₂)*R²/4ηL где v скорость жидкости, p₁ давление на входе, p₂ на выходе, R радиус трубы, η вязкость жидкости, L длина трубы.

[cty]

В 22.02.2024 в 20:09, Shizuma Eiku сказал:

v=(p₁-p₂)*R²/4ηL

Не 4, а 8.

Уравнение Пуазейля.

v - линейная скорость.

[cty]

В 22.02.2024 в 19:35, Begemot_555 сказал:

В компрессоре холодильника нет никаких поршней там плунжерный насос

Суть принципиально не меняется. Возвратно-поступательное движение и уплотнение имеются в обоих случаях.