كليدواژه :
تفاضلات محدود , تلفات اصطكاكي , ياتاقان ژورنال كفشك لولايي , روغن صنعتي
چكيده فارسي :
تحليل و شبيه‌سازي عددي جريان روانكارهاي صنعتي در ياتاقان‌هاي ژورنال، به‌دليل كاربرد فراوان و مستمر آن‌ها در صنايع مختلف نظير، نيروگاه‌ها، توربوماشين‌ها، ماشين‌هاي الكتريكي، كشتي‌سازي، و غيره از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشند. در اين بررسي‌ها، اطلاعات مفيد و ارزشمندي مانند، تغييرات دماي كفشك و روغن، تلفات حرارتي و اصطكاكي، ظرفيت بارپذيري و غيره استخراج مي‌شود كه توسط طراحان و سازنده‌گان در بهبود عملكرد و كارايي ياتاقان‌ها، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين مقاله، يك برنامه عددي سه‌بعدي ترمو-هيدروديناميكي، جهت شبيه‌سازي شرايط دايمي ياتاقان‌هاي ژورنال كفشك لولايي بدون محدوديت در ابعاد، بويژه طول آن‌ها تهيه شده است. در اين برنامه، معادلات رينولدز جريان روغن در شكاف بين محور و كفشك‌هاي ياتاقان، به‌كمك روش عددي تفاضلات محدود و تخفيف-متوالي حل مي‌شود. در اين شبيه‌سازي، به‌منظور نزديك بودن جواب‌ها به شرايط واقعي، تغييرات لزجت روغن با دما و تغيير شكل كفشك‌ها نيز درنظر گرفته مي‌شود. جهت ارزيابي تاثير خواص فيزيكي روغن بر رفتار هيدروديناميكي ياتاقان، چند روغن مهم و پركاربرد صنعتي كه غالبا در ياتاقان‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد، انتخاب و نتايج آن‌ها در اين مقاله آورده شده است. تلفات اصطكاكي، بيشينه دماي كفشك‌ها، دبي جريان روغن، كمترين ضخامت فبلم روغن و زاويه لولايي كفشك‌ها، از نتايج مهم ارايه شده است.
چكيده لاتين :
The numerical analysis and simulation of industrial lubricants in journal bearings are very important due to their numerous applications in various industries such as power plants, turbo-machinery, electrical machinery, and ship building. In these investigations, valuable information has been extracted on the temperature distribution of pads and oil, heat and friction losses, and load capacity, which are used by the designers and constructors to improve the performance of bearings. In this work, a numerical 3D thermo-hydrodynamic code is developed to simulate the steady condition of tilting-pad journal bearings without restrictions on their size, especially the length of bearings. In this program, Reynolds equations for oil flow in the gap between the shaft and the bearing pads are solved using a numerical finite difference method with a successive over-relaxation scheme. In this simulation, for closing the solution to the real conditions, oil viscosity changes with temperature and deformation of the pads are also taken into account. To assess the effects of the physical properties of oil-bearing on their hydrodynamic behavior, several important and widely-used industrial bearing oils are selected, and the results obtained are presented. The friction loss, maximum temperature of the pads, oil flow rate, minimum thickness of the oil film, and pad tilting angle are the main presented results.
