تأثير درصد حجمي نانو ذرات افزوده شده به روانكار بر مشخصه‌هاي عملكرد ياتاقان ژورنال هيدروديناميكي بافت‌دار

Effect of Volume Percentage of Nanoparticles Added to the Lubricant on the Performance Characteristics of the Hydrodynamic Textured Journal Bearings

هر گونه تغيير ماهيت سيال روانكار و ساختار هندسي بر عملكرد ياتاقان­هاي ژورنال به عنوان يكي از اجزاء متداول ماشين‌آلات صنعتي گوناگون بويژه سيستم‌هاي دوار اثربخش خواهد بود. با پيشرفت تكنولوژي در سال‌هاي اخير زمينه توليد نانوسيال‌ها و ساخت سطوح بافت‌دار براي بهبود كُنش‌هاي سيال و سازه در سيستم‌هاي مكانيكي متنوع از جمله تكيه‌گاه‌هاي ياتاقاني فراهم گرديده‌است. در اين راستا اثر عمق بافت­‌هاي استوانه­اي و افزودن نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم به روانكار بر عملكرد حالت پاياي ياتاقان ژورنال هيدروديناميكي در پژوهش حاضر ارزيابي شده‌است. تحليل با بازنويسي معادله رينولدز حاكم بر روانكاري هيدروديناميكي ياتاقان‌هاي ژورنال روغني با توجه به تغييرات ضخامت فيلم روانكار، متأثر از بافت‌هاي سطحي پوسته ياتاقان و لزجت نسبي نانوسيال روانكار متأثر از افزايش درصد حجمي نانو ذرات به روانكار پايه، آغاز و به كمك روش حل عددي اجزاء محدود تكميل گرديده‌است. نتايج از افزايش بيشينه فشار، قابليت حمل بار و اصطكاك ياتاقان با افزايش حجم نانو ذرات تأثيرگذار بر لزجت نسبي روانكار و بالعكس، كاهش اين مشخصه ­ها با افزايش عمق بافت­هاي سطحي مؤثر بر ضخامت فيلم روغن محبوس بين سطوح روتور و ياتاقان حكايت دارد.

Performance of journal bearings as one of the common parts of industrial machines, especially rotary systems, are affected by any change in the nature of the lubricant as well as changes in geometric structure. The production of Nano fluids and textured surfaces to improve fluid and structural interaction in various mechanical systems, including bearing supports, has been provided by the recent technology advancements. In this regard, the effects of the depth of the cylindrical texture and the addition of 〖TiO〗_2 Nanoparticles on the steady state performance of hydrodynamic journal bearings are investigated in present study. Analysis is done by rewriting the governing Reynolds equation due to changes in the film thickness of the lubricant affected by the surface texture and the relative viscosity of the oil according to volume percentage of added nanoparticles. Analysis is done using the finite element method. Results show that the maximum pressure, load carrying capacity and friction increase by enhancing the volume percentage of the nanoparticles, and vice versa these characteristics are reduced by increasing the depth of surface textures created on the bearing shell and the corresponding imprisoned Nano lubricant film thickness.