Um selo labiríntico é composto por uma série de dentes anulares ao redor de um eixo giratório. Os espaços entre os dentes criam um caminho tortuoso que gera um efeito de estrangulamento, impedindo o vazamento do fluido.
Como não há contato sólido entre o rotor e o alojamento, não é necessário lubrificante. É ideal para aplicações de alta temperatura, pressão e velocidade, como em turbinas, compressores e sopradores.
O "efeito labirinto" descreve a resistência ao fluxo dentro do selo. Os principais mecanismos são:
A viscosidade gera atrito que reduz a velocidade e o volume de vazamento.
O fluido se contrai ao passar por aberturas estreitas. Coeficientes Cc e Cd influenciam o fluxo. Dentes pontiagudos têm coeficientes mais baixos (~0,7).
O gás se acelera e comprime, depois se expande bruscamente, criando redemoinhos que convertem energia cinética em calor.
Em câmaras pequenas, parte do gás pode escapar sem dissipar energia.
Tiras de vedação: compactas e fáceis de trocar.
Anéis de vedação: compostos por segmentos com molas. Mais complexos.
Considerações:
Gás ideal, expansão adiabática, sem efeito de vazamento direto.
Eixo com ranhuras é mais fácil de produzir. Muito utilizado, mas com maior taxa de vazamento.
Fatores importantes:
Mais dentes = menos vazamento.
Câmaras rasas = vórtices instáveis que reduzem vazamentos.
Câmaras laterais bem posicionadas são eficazes.
Devem considerar:
Tolerâncias, deformações térmicas e vibrações.
Modelagem por elementos finitos é recomendada.
Maximizar conversão de energia cinética em calor.
Dentes finos e afiados (<0,5 mm).
Para gases perigosos, usar gás inerte ou sistema de vácuo.
PEEK (Polieter Éter Cetona) é ideal para vedação labiríntica:
Resistência térmica até 260 °C
Resistência química superior
Sem necessidade de lubrificação
Baixo atrito e desgaste
Leve e resistente à corrosão
Estabilidade dimensional elevada
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