漏れ
圧力・物質等が異なる空間を仕切り、漏れを防ぐための部分をシールという。エンジンの回転軸や発電機のタービン軸、冷凍機の冷媒ポンプのように、潤滑油の漏れを止め、機械内部への異物の侵入を防ぐと同時に、摩擦係数が小さく、摩耗に耐え、かつ油に耐える材質のシールの開発は重要な課題である。機械が高圧、高回転数を実現するには、それに応じたシールが不可欠である。戦後の機械の高度化は、1930年代のシール材料の高度化なくしては実現しなかった。技術の進歩とともにシールに要求される条件も増してきており、今日の工業では500キロがかかるシール部の漏れを止める需要すらある。
シール部に径方向の微小なすきまがあるとき、ここから漏れる流体の流量は古典的な流体力学の仮定をおくと以下の式で示される:
ただし、 dm : 接面の直径、 ho : すきまの高さ、 p1 : 密封圧力、 p2 : 外圧、 η : 動粘度、 b : 有効密封幅
オイルシールやメカニカルシールのように密封面が回転、しゅう動する場合、密封面には封入しようとする流体が膜を作り、軸とケーシングが直接接触しない状態になる。直接接触していたら、シールは直ちに焼き付くか摩耗することになる。
前述の計算式で示した通り、単位時間当たりの漏れの量は、すきまの開口幅の3乗に比例するので、すきま幅が完全にゼロでない限り漏れるはずである。ところが、実際の現象としては、液膜の厚さの分だけのすきまがあるのに漏れない。なぜ漏れないのかは、解明されていない。これを説明するために次のようなメカニズムが考えられている: