金属密封中的流体泄漏

金属密封在许多重要应用中是关键机械元件，例如在超高真空系统中。由于金属的高弹性模量，以及所有固体表面都存在的表面粗糙度，如果不发生塑性变形，在大多数情况下预期接触金属体之间存在大的流体通道和大的流体泄漏。然而，在大多数应用中会发生塑性变形，至少是在微凸体层面，这使得表面彼此接近至流体泄漏通常可忽略的程度。在本研究中，我们提出了一个用于研究金属密封中流体泄漏的实验装置。我们研究了钢球与具有圆锥表面的钢体（阀座）之间的水泄漏。实验结果与一个（无拟合参数的）理论模型在定量上很好吻合。该理论预测塑性变形使泄漏率降低约8倍（因子≈8）。