شبیهسازی ترموهیدرودینامیکی سهبعدی تاثیر روغنهای صنعتی بر عملکرد یاتاقانهای ژورنال کفشک لولایی با طول محدود | ||
مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
مقاله 22، دوره 5، شماره 4، دی 1394، صفحه 257-269 اصل مقاله (1.38 M) | ||
نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2015.681 | ||
نویسنده | ||
دکتر پوریا اکبرزاده* | ||
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود | ||
چکیده | ||
تحلیل و شبیهسازی عددی جریان روانکارهای صنعتی در یاتاقانهای ژورنال بهدلیل کاربرد فراوان و مستمر آنها در صنایع مختلف نظیر نیروگاهها، توربوماشینها، ماشینهای الکتریکی، کشتیسازی، و غیره از اهمیت ویژهای برخوردار میباشند. در این بررسیها، اطلاعات مفید و ارزشمندی مانند تغییرات دمای کفشک و روغن، تلفات حرارتی و اصطکاکی، ظرفیت بارپذیری و غیره استخراج میشود که توسط طراحان و سازندهگان در بهبود عملکرد و کارایی یاتاقانها مورد استفاده قرار میگیرد. در این مقاله یک برنامه عددی سهبعدی ترمو-هیدرودینامیکی، جهت شبیهسازی شرایط دائمی یاتاقانهای ژورنال کفشک لولایی بدون محدودیت در ابعاد بویژه طول آنها تهیه شده است. در این برنامه، معادلات رینولدز جریان روغن در شکاف بین محور و کفشکهای یاتاقان بهکمک روش عددی تفاضلات محدود و تخفیف-متوالی حل میشود. در این شبیهسازی بهمنظور نزدیک بودن جوابها به شرایط واقعی، تغییرات لزجت روغن با دما و تغییر شکل کفشکها نیز درنظر گرفته میشود. جهت ارزیابی تاثیر خواص فیزیکی روغن بر رفتار هیدرودینامیکی یاتاقان، چند روغن مهم و پرکاربرد صنعتی که غالبا در یاتاقانها مورد استفاده قرار میگیرد، انتخاب و نتایج آنها در این مقاله آورده شده است. تلفات اصطکاکی، بیشینه دمای کفشکها، دبی جریان روغن، کمترین ضخامت فبلم روغن و زاویه لولایی کفشکها از نتایج مهم ارائه شده میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
یاتاقان ژورنال کفشک لولایی؛ تفاضلات محدود؛ تلفات اصطکاکی؛ روغن صنعتی | ||
مراجع | ||
[1] Reynolds O (1886) On the theory of lubrication and its application to mr. beauchamp tower’s experiments, including an experimental determination of the viscosity of olive oil. Philos T Roy Soc A 177: 157-234. [2] Sommerfeld A (1904) Zur hydrodynamische theorie der schmiermittelreibung. Zeitschrift fur Mathematik und Physik 50: 97-155. [3] Raimondi AA, Boyd J (1958) A solution for the finite journal bearing and its application to analysis and design I. ASLE Trans 1(1): 159-174. [4] Raimondi AA, Boyd J (1958) A solution for the finite journal bearing and its application to analysis and design II. ASLE Trans 1(1): 174-193. [5] Raimondi AA, Boyd J (1958) A solution for the finite journal bearing and its application to analysis and design III. ASLE Trans 1(1): 194-209. [6] Raimondi AA, Szeri AZ (1984) Journal and thrust bearings. 2edn. in CRC Handbook of Lubrication, E. R. Booser 413-462. [7] Khonsari MM, Beaman JJ (1985) Thermo-hydrodynamic analysis of laminar incompressible journal bearings. ASLE Trans 29: 141-150. [8] Boncompain R, Fillon M, Frene J (1986) Analysis of thermal effects in hydrodynamic bearings. J Tribol-T ASME 108: 219-224. [9] Pierre I, France ED, Bouyer J, Fillon M (2004) Thermohydrodynamic behavior of misaligned plain journal bearings: theoretical and experimental approaches. Tribol T 47: 594-604. [10] Lund JW (1964) Spring and damping coefficients for the tilting pad journal bearing. ASLE Trans 42(4): 342-352. [11] Orcutt FK (1967) The steady state and dynamic characteristics of the tilting pad journal bearing in laminar and turbulent flow regimes. Trans ASME Ser J 89(3): 392-404. [12] Jones GJ, Martin FA (1979) Geometry effects in tilting-pad journal bearings. ASLE Trans 22(3) 227-244. [13] Knight JD, Barrett LE (1988) Analysis of tilting pad journal bearings with heat transfer effects. . J Tribol-T ASME 110(1): 128-133. [14] Hyun CH, Ho JK, Kyung WK (1995) Inlet pressure effects on the thermohydrodynamic performance of a large tilting pad journal bearing. . J Tribol-T ASME 117(1): 160-165. [15] Fillon M, Frene J (1995) Numerical simulation and experimental results on thermo-elasto-hydrodynamic tilting-pad journal bearings, IUTAM symposium on numerical simulation of non-isothermal flow of viscoelastic liquids. Fluid Mechanics and Its Applications 28: 85-99. [16] Monmousseau P, Fillon M, Frêne J (1997) Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings—comparison between experimental data and theoretical results. J Tribol-T ASME 119(3): 401-407. [17] Reddy DSK, Swarnamani S, Prabhu BS (2000) Thermoelastohydrodynamic analysis of tilting pad journal bearing - theory and experiments. Tribol T 43(1): 82-90. [18] Fillon M, Dmochowski W, Dadouche A (2007) Numerical study of the sensitivity of tilting pad journal bearing performance characteristics to manufacturing tolerances: steady-state analysis. Tribol T 50(3): 387-400. [19] Hargreaves M, Fillon M (2007) Analysis of a tilting pad journal bearing to avoid pad fluttering. Tribol Int 40(4): 607-612. [20] Hou Y, Lai T, Chen S, Ma B, Liu J (2013) Numerical analysis on the static performance of tilting pad journal gas bearing in subsystems. Tribol Int 61: 70-79. [21] Daniel GB, Cavalca KL (2013) Evaluation of the thermal effects in tilting pad bearing. International Journal of Rotating Machinery 5: 1-17. [22] Akbarzadeh P (2015) Numerical study of thermohydrodynamic characteristics of oil tilting-pad journal bearings with a self-pumping fluid flow circulation. Tribol T 58: 18-30. [23] Lihua Y, Shemiao Q, Haipeng G, Lie Y (2009) Static characteristics of aerodynamic tilting pad journal bearing. Proceeding of the IEEE International Conference on Automation and Logistics, Shenyang, China, August. [24] Stachowiak GW, Batchelor AW (2005) Engineering tribology. 3rd edn. Elsevier Inc. [25] Szeri AZ (2001) Fluid film lubrication: theory and design. 2nd edn. Cambridge University Press. [26] Boncompain R, Fillon M, Frene J (1986) Analysis of thermal effects in hydrodynamic bearings. . J Tribol-T ASME 108: 219-224. [27] Vogelpohl G (1937) Beitraege zur Kenntnis der Gleitlagerreibung (Contributions to Study of Journal Bearing Friction). Ver Deutsch Ing, Forschungsheft, 386: 1-28. [28] Website of Thermal & Mechanical Equipment Company(TMEC):http://www.tmec.com/engineering-tools/fluid-properties/ | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,358 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,728 |