تحلیل الاستوهیدرودینامیک دمایی آب‌بند مکانیکی به روش تفاضل محدود

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مکانیک، پردیس دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

10.22044/jsfm.2022.10692.3378

چکیده

امروزه تحلیل الاستوهیدرودینامیک آب‌بند مکانیکی در راستای بهبود عملکرد آب‌بند یکی از مهمترین مسائل می‌باشد تا بواسطه آن بتوان نشتی سیال از تجهیزات صنعتی را به حداقل رساند. در این مقاله تحلیل عددی آب‌بند مکانیکی MTM سری 30 در دو حالت دمایی و همدما و بر اساس پارامترهای سیال، سرعت چرخشی و دما به روش تفاضل محدود انجام شد و توزیع فشار و ضخامت فیلم سیال در دو حالت ذکر شده مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که فشار در حالت دمایی نسبت به حالت همدما به میزان %55/16 افزایش می‌یابد و ضخامت فیلم به میزان %4/33 کاهش می‌یابد که این امر در مجاورت قطر خارجی آب‌بند پدید می‌آید. مقایسه نتایج در تحلیل عددی بر روی پارامترهای موثر بر عملکرد آب‌بند مانند سرعت چرخش، لزجت سیال و نیرو در حالت دمایی نشان دهنده آن است که این پارامترها بر عملکرد آب‌بند تاثیرگذار بوده و تغییرات تاثیرگذاری بر روی توزیع فشار، ضخامت فیلم سیال و توزیع دمایی ایجاد می‌کنند.

کلیدواژه‌ها


[1] نصرآزادانی م­م (1382) انواع آب بندهای صنعتی. شرکت پالایش نفت اصفهان.
[2] Hans Lubbinge (1999) On the lubrication of mechanical face seals. Wiley.
[3] Karaszkiewicz (1985) Hydrodynamic lubrication of rubber seals for reciprocating motion: Leakage of seals with an o-ring. Tribol Int 21-26.
[4] Salant R (2001) Numerical models of rotary lip seal seals. Tribol Res 685-696.
[5] Susan, Salant R (2002) Inter-asperity cavitation and global cavitation in seals an average flow analysis. Tribol Int 113-121.
[6] Shen D, Salant R (2003) Elastohydrodynamic analysis of the effect of shaft surface finish on rotary lip seal behavior. Tribol Trans 6-46.
[7] Salant F, Rocke A (2004) Hydrodynamic analysis of the flow in radial lip seal using flow factors Transactions, ASME J Tribol 156-161.
[8] Rocke A, Salant, R (2005) Elastohydrodynamic analysis of a rotary lip seal using flow factors.  Tribol Trans 16-43.
[9] Jianjun S, Chenbo M, Qiuping Y, Jianhua L, Min Z, Peiya Z (2017) Numerical analysis on a new pump-out hydrodynamic mechanical seal. Tribol Int 62-70.
[10] نامدار افزار صنعت پارسیان (1389) آب­­بندهای مکانیکی. کاتالوگ صنعتی آب­بندها.
[11] Salant R, Shen D (2007) An unsteady mixed soft EHL model, with application to a rotary lip seal. Tribol Int 646-651.
[12] Ping Huang (2015) Numerical calculation of elastohydrodynamic lubrication. Methods and program, wiley.
[13] Jalali V, Rahnejat D (1998) Elastohydrodynamic solution for concentrated elliptical point contact of machine elements under combined entraining and squeeze-film motion. Department of Mechanical and Manufacturing Engineering.
[14] Nian X, Khonsari MM (2012) Thermal performance of mechanical seals with textured side-wall. Tribol Int 45(1): 1-7.
[15] Jia X, Guo F, Huang L, Salant R, Wang Y (2013) Parameter analysis of the radial lip seal by orthogonal array method. Tribol Int 64: 96-102
[16] Slawomir B (2015) An analytical approach to heat transfer and thermal distortions in non-contacting face seals. Int J Heat Mass Transf 81:90-102.
[17] Jérémy C (2018) Numerical and experimental study of misaligned and wavy mechanical face seals operating under pressure pulses and pressure inversions. Mechanical engineering.
[18] Ayadi K, Runetière B, Tournerie B, Maoui A (2015) Experimental and numerical study of the lubrication regimes of a liquid mechanical seal. Tribol Int 92: 96-108.
 [19] Liu Y, Liu W, Li Y, Liu X, Wang Y (2015) Mechanism of a wavy-tilt-dam mechanical seal under different Working conditions. Tribol Int 90: 43-54
[20] Migout F, Brunetière N, Tournerie B (2015) Study of the fluid film vaporization in the inter face of a mechanical face seal. Tribol Int 92: 84-95.