شبیه‌سازی جریان دوفاز روغن و هوا در یاتاقان پایینی ژنراتور نیروگاه سد شهید عباسپور

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

جریان دوفاز روغن و هوا در یاتاقان ژورنال ژنراتور نیروگاه سد شهید عباسپور، به صورت عددی شبیه‎سازی می‌شود. مسئله به‌صورت ناپایا و در زمان‌های مختلف از لحظه شروع به کار ژنراتور مورد بررسی قرار می گیرد. هندسه مسئله سه‌بعدی و جریان آرام است. این هندسه از چند بخش مجزا شامل مخزن روغن دوار، یاتاقان ژورنال و شافت فولادی تشکیل شده است که تمامی بخش‌ها با لوله به هم متصل هستند و جریان از میان آن‌ها عبور می‌کند. با توجه به تکراری بودن ناحیه محاسباتی، یک چهارم از هندسه مدل‌سازی می شود. به‌دلیل پیچیدگی هندسه، مدل هندسی به حجم‌های کوچکتر تقسیم شده و به صورت باسازمان شبکه‌بندی می شود. میدان سرعت، توزیع فشار و کسر حجمی با حل معادلات پیوستگی و اندازه حرکت بدست می آیند. روش حجم سیال برای مدل سازی جریان دوفاز مورد استفاده قرار می‎گیرد. نتایج حاصل از حل عددی با داده‌های بدست آمده از فشارسنج واقع بر یاتاقان ارزیابی می شوند. نتایج نشان می‌دهند که حرکت روغن با شرایط فیزیکی واقعی تطابق دارد. با توجه به لزوم اصلاح سیستم خنک کاری، لازم است تا نقاط پرفشار حاوی روغن در یاتاقان جهت انشعاب‌گیری مشخص شوند که با محاسبه و بررسی توزیع فشار در یاتاقان این امر محقق می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] سهرابی م، سیرتی م، (1382) بررسی مجموعه یاتاقان پایینی ژنراتورهای بزرگ آبی (بالای 100 مگاوات). کنفرانس ملی نیروگاه‌های آبی کشور، تهران، ایران.

[2] سهرابی م (1382) بررسی سیستم‌های خنک‌کننده در ژنراتورهای برق آبی. کنفرانس ملی نیروگاه‌های آبی کشور، تهران، ایران.

[3] Harnoy A (2003) Bearing design in machinery, engineering tribology and lubrication, Marcel Dekker.

[4] Christensen H (1960) The oil film in a closing gap. PhD Thesis, University of Leeds.

[5] Shahkabir R (1993) Documentations and maps of bearings of shahid abbaspour power plant generator. J Braz Soc Mech Sci 41(6).  

[6] ابراهیمی ناغانی ر (1388) تحلیل روانکاری یاتاقان ژورنال با شرط لغزش دیواره‌ای. پایان‌نامه‌ کارشناسی‌ارشد، دانشگاه شهرکرد.

[7] Suzuki HA (2016) Bearing surface optimisation on hydrodynamic lubrication film with vibration-assisted machining and ultrasound reflectometry. PhD Thesis, University of Sheffield.

[8] Maneshian B, Gandjalikhan Nasab SA (2009) Thermohydrodynamic characteristics of journal bearing under turbulent condition. Ije Transactions A 22(2): 181-194.

[9] Slizgowe L, Oleju P (2009) The flow oil analysis in the gap of a journal bearing with a circumferential groove. Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance 44(2):19-33.

[10] Ali Ahmad M, Kasolang S, Dwyer-Joyce RS (2014) Experimental study on the effects of oil groove location on temperature and pressure profile in journal bearing lubrication. Tribol Int 74:79-86.

[11] Patel RG, Desjardins O, Kong B, Capecelatro J, Fox RO (2017) Verification of Eulerian–Eulerian and Eulerian–Lagrangian simulations for turbulent fluid–particle flows. AIChE J 63(12): 5396-5412.

[12] Monte Verde W, Biazussi JL, Sassim NA, Bannwart AC (2017) Experimental study of gas-liquid two-phase flow patterns within centrifugal pumps impellers. Exp Therm Fluid Sci 85:37-51.

[13] Bhatti MM, Zeeshan A, Ellahi R, Ijaz N (2017) Heat and mass transfer of two-phase flow with Electric double layer effects induced due to peristaltic propulsion in the presence of transverse magnetic field. J Mol Liq 230:237-246.

[14] Ismail I, Gamio JC, Bukhari SFA, Yang WQ (2005) Tomography for multi-phase flow measurement in the oil industry. Flow Meas Instrum 16(2):145-155.

[15] Thorn R, Johansen GA, Hjertaker BT (2013) Three-phase flow measurement in the petroleum industry. Meas Sci Technol 24(1): 012003.

[16] Singh H, Cai J (2018) A feature-based stochastic permeability of shale: Part 1-validation and two-phase permeability in a utica shale sample. Transport Porous Med.

[17] سعادتی ا،‌ زین العابدینی م (1394) اصول شبیه‌سازی مقدماتی و پیشرفته دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از نرم افزارهای Fluent و CFX. شرکت مهندسی پرداد پترو دانش، تهران.

[18] Hirt CW, Nichols BD (1981) Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. J Comput Phys 39(1) 201-225.

[19] پورموید ع، رحمتی ر، غلامی م (1397) یک مدل‌ جدید برای جریان دو فازی درون یک آب شیرین کن خورشیدی اصلاح شده با یک لایه متخلخل. مجله علمی پژوهشی مکانیک   سازه­ها و شاره­ها 182-171 :(1)8. 

[20] غلامیان ا، زارع و، موسوی س م (1395) بررسی عددی تأثیر اندازه نانوذرات مختلف بر روی عملکرد حرارتی نانوسیال در میکروکانال گرماگیر. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه­ها و شاره­ها 284-275 :(4)6.

[21] ANSYS Fluent Theory Guide (2013) ANSYS Inc., USA.

[22] Tucker PG, Keogh PS (1995) A generalized CFD approach for journal bearing performance prediction. Proc Instn Mech Eng J Tribol 209: 99-109.

[23] Tucker PG, Keogh PS (1996) On the dynamic thermal state in a hydrodynamic bearing with a whirling journal using CFD techniques. J Tribol-T ASME 118:356-363.

[24] Gandjalikhan Nassab SA (2005) Inertia Effect on the Thermohydrodynamic Characteristics of Journal Bearings. Proc Instn Mech Eng J Tribol 219: 459-467.

[25] زارع مهرجردی م، دشتی رحمت آبادی ا، رشیدی مبیدی ر (1390) تاثیر پارامترهای طراحی و شرایط مونتاژ بر عملکرد یاتاقاى های ژورنال غیر مدور با روانکار میکروپلار. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه­ها و شاره­ها 25-13 :(2)1.

[26] اکبرزاده پ (1394) شبیه‌سازی ترموهیدرودینامیکی سه‌بعدی تاثیر روغن‌های صنعتی بر عملکرد یاتاقان‌های ژورنال کفشک لولایی با طول محدود. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه­ها و شاره­ها 269-257 :(4)5.