ناپايداري جريان تيلور-كويت در ياتاقان هاي ژورنال

ناپايداري جريان تيلور-كويت در ياتاقان هاي ژورنال

در صنعت، ناپايداري جريان در ياتاقان هاي ژورنال و در سرعت هاي دوراني بالا از اهميت زيادي برخوردار است. معيار ناپايداري براي جريان غير لزج بين دو استوانه هم محور دوار توسط تيلور-كويت ارايه شده است هر چند كه لزجت در يك سيال مي تواند نقش پايداركننده و يا ناپايداركننده داشته باشد. دركار حاضر، تيوري هاي پايداري جريان بين دو استوانه هم محور دوار بررسي شده است و سپس الگوهاي ناپايداري جريان، ميدان سرعت، ميدان فشار، و ميدان ورتيسيته در فاصله بين دو استوانه توسط نرم افزار فلوينت شبيه سازي شده است. در اين روش، در ابتدا جريان به صورت آرام در نظر گرفته مي شود و سپس با افزايش تدريجي سرعت نسبي بين استوانه ها عدد تيلور بحراني محاسبه و با رابطه تحليلي تيلور مقايسه مي شود. از نتايج عددي مشاهده مي شود كه با افزايش عدد تيلور به تدريج گردابه ها در جريان قدرت بيشتري يافته و لزجت نقش ناپايداركننده را بازي مي كند. با ناپايدار شدن جريان، الگوهاي سلولي مربعي و ويژگي هاي آن در جريان قابل مشاهده و تحليل است.

In industry, flow instabilities are important in journal bearings at high rotational speeds. For inviscid flows between two rotating coaxial cylinders, an instability criterion was introduced by Taylor-Couette. However, viscosity may play as stabilizer or destabilize in such flows. In this work, stability theories were reviewed for two coaxial rotating cylinders. Then, flow instability patterns, velocity, pressure, and vorticity fields were simulated using Fluent. In this method, the fluid flow was assumed laminar and by gradually increasing the relative rotational speeds between two coaxial cylinders, the critical Taylor number was calculated and compared with Taylor analytical solution. By increasing Taylor number, it is observed that vortices become stronger and instabilities appear in the form of cellular square patterns. The characteristics of these cellular square patterns were examined.