بررسي عددي عملكرد تريبولوژيكي آب بندهاي مكانيكي به روش تقسيم بار

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

دكتري

چكيده امروزه قابليت تحليل الاستوهيدروديناميك آب بند مكانيكي يكي از موضوعات اساسي براي بهبود عملكرد آب بند و همچنين كاهش نشتي تجهيزات صنعتي است. در اين رساله تحليل عددي آب بند مكانيكي MTM مدل 901 با درنظر گرفتن شرايط كاري همدما، شرايط كاري دمايي و لحاظ كردن زبري سطوح با استفاده از روش تقسيم بار انجام شده است. در گذشته مطالعات بسياري بر روي قطعات صنعتي با استفاده از روش تقسيم بار انجام شده و اعتبار اين روش اثبات شده است. در اين رساله براي اولين بار به منظور تحليل الاستوهيدروديناميك آب بند مكانيكي از روش تقسيم بار استفاده شده است و كارايي اين روش مورد بررسي قرار گرفته است. مطالعات گذشته بر روي آب بندها نشان مي دهد پارامترهايي مانند نيروي اعمالي، سرعت چرخشي، گرانروي سيال و ميزان زبري سطح از مهمترين پارامترهاي موثر بر عملكرد آب بند مي باشند. در اين رساله اثر اين پارامترها بر روي توزيع فشار تماسي، فشار هيدروديناميكي، ضخامت فيلم سيال، ضريب اصطكاك، نشتي و حجم سايش مورد بررسي قرار گرفته است. با مقايسه نتايج بدست آمده براي حالت همدما و دمايي مشاهده مي شود دما بر روي عملكرد آب بند تاثيرگزار است و ميزان فشار هيدروديناميكي در شرايط دمايي افزايش و ضخامت فيلم در اين شرايط كاهش مي يابد. درنظر گرفتن اثرات زبري سطح و اثرات دمايي نشان مي دهد كه توزيع نيروي تماسي متناسب با ميزان زبري سطح تغيير مي كند به طوري كه با افزايش زبري سطح از µm 3/0 به µm 5/0 ضريب اصطكاك به ميزان 73% ، نشتي 210% و حجم سايش 23% افزايش و ضخامت فيلم به ميزان 23% كاهش مي يابد. بررسي نتايج نشان مي دهد كه در بين عوامل مختلف نيروي اعمالي بيشترين تاثير را بر روي ضخامت فيلم و توزيع فشار دارد. نتايج نشان مي دهد كه لحاظ كردن اثرات زبري سطح موجب افزايش 18% توزيع فشار هيدروديناميكي نسبت به شرايط سطح صيقلي خواهد شد. با بررسي نتايج بدست آمده از روش تقسيم بار و مقايسه نسبي با مراجع مورد نظر كه از روش هاي آزمايشگاهي، تفاضل محدود و تحليل نرم-افزاري استفاده كرده¬اند مشاهده مي شود نتايج داراي دقت مناسبي مي باشد. با توجه به دقت مناسب و زمان حل كم اين روش مي توان از روش تقسيم بار در تحليل الاستوهيدروديناميك آب بندها در رژيم روانكاري مخلوط استفاده كرد. اين روش به طراحان آب بند در راستاي بهبود عملكرد آب بند كمك مي كند تا با به حداقل رساندن نشتي در تجهيزات صنعتي هزينه هاي نگهداري كاهش يابد.

223060

طراحي كاربردي

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان