منصة الرسائل والاطاريح: تحليل الاداء الهيدروديناميكي المرن الحراري للمحامل المقعدية المزيتة بزيوت حاوية على جسيمات متناهية في الصغر باستخدام ديناميك لموائع الحسابية

الخلاصة

تم دراسة تحليل CFD ثلاثي الأبعاد وظواهر التدفق متعدد المراحل لمحمل المجلة الهيدروديناميكية مع التجويف المتكامل. تم إجراء عمليات المحاكاة مع الأخذ في الاعتبار تشوهات المحامل الواقعية عن طريق تفاعلات بنية السوائل ثنائية الاتجاه (FSI) جنبًا إلى جنب مع التجويف باستخدام برنامج ANSYS Workbench. تُستخدم وحدة تحسين التصميم لتوليد الحل الأمثل لزاوية الموقف والغرابة للجمع بين سرعة التشغيل والحمل. يتم فحص المحامل مع التجويف وبدونه. ينخفض الحمل الذي يحمله هذا النوع من المحامل ينخفض بشكل كبير عن طريق زيادة درجة حرارة طبقه الزيت الناتج عن التأثير الحراري نتيجة القص اللزج لطبقة الزيت بالإضافة إلى المادة التي تحمل التشوه المرن. لقد وجد أنه يمكن تحسين أداء الزيت الأساسي عن طريق تشتيت كمية صغيرة من جزيئات النانو المختلفة بأجزاء حجم مختلفة. تم فحص أن كل حمل مدعوم على هذا المحمل تم تعزيزه أثناء استخدام هذا النوع من زيوت التشحيم. يتم استخدام أنواع مختلفة من جزيئات النانو مثل اوكسيد التيتانيوم واوكسيد الالمنيوم واوكسيد النحاس TiO2 و Al2O3 و CuO والجسيمات النانوية كمواد مشتتة مع الزيت الأساسي لتعزيز خصائصها الفيزيائية وبالتالي الأداء الثابت للمحمل. تعتبر بيانات خصائص التشغيل لهذا المحمل مهمة جدًا لمصمم المحمل وأرباب العمل للتخلص من درجة حرارة طبقة الزيت المرتفعة التي تسبب فشل المحمل. في العمل الحالي، تم تصميم محمل عادي المشحم بمواد تشحيم مختلفة من النانو بشكل رقمي مع الأخذ في الاعتبار تأثيرات درجة حرارة طبقه الزيت والتشوه المرن لمادة المحمل. علاوة على ذلك، يمكن أن يحدث التجويف في المنطقة المتباعدة من المحمل مما يؤدي إلى تلف المكونات وفشلها ويحد من الحمل الأقصى المطبق. ومن ثم، فإن تأثير التجويف على أداء المحمل يجب أن يؤخذ في الاعتبار لتصميم موثوق. تم تنفيذ معادلة Krieger-Dougherty المعدلة مع نموذج اللزوجة الحرارية من أجل النظر في اختلاف لزوجة زيت التشحيم النانوي مع درجة حرارة طبقة الزيت ولتقييم لزوجته الفعالة. تم استخدام ديناميكية الموائع الحسابية (CFD) لنمذجة طبقات السائل للمحمل بينما تم استخدام تفاعل بنية السوائل (FSI) لنمذجة التشوه المرن في مادة المحمل. تم نقل التشوه المرن إلى طبقة السائل والعكس باستخدام تقنية FSI ثنائية الاتجاه في برنامج ANSYS FLUENT. تم تحديد موضع التوازن لمركز العمود بسبب ظروف التشغيل المريحة باستخدام تقنية التحسين المناسبة. تم تنفيذ دراسة التحقق للتأكد من صحة النموذج العددي من خلال مقارنة نتائج الحالات المختلفة (THD، TEHD، THD مع تزييت النانو) التي تم تحقيقها في هذه العملية التي تم البدء بها مع مثل هذه المستلمة عبر مشغلين مختلفين عدديًا أيضًا تجريبيًا. تضمن نهايات التحقق هذه تنفيذ النموذج العددي بثقة. على الرغم من تنفيذ عدد كبير من الأعمال عدديًا لدراسة خصائص المحمل العادي المشحم بالزيت النقي، إلا أنه تم تنفيذ القليل من الأعمال الواقعية بالنظر إلى التأثيرات المجمعة للظروف المذكورة سابقًا لدراسة أداء elato-hydro-dynamic لمثل هذه المحامل عند التشحيم باستخدام زيوت التشحيم النانوية باستخدام CFD وFSI ثنائي الاتجاه. تم فحص أداء المحمل في أجزاء مختلفة من حجم الجسيمات من الجسيمات النانوية وسرعات المجلة ونسب الانحراف المختلفة. توضح النتائج التي تم الحصول عليها في العمل الحالي أن الحد الأقصى لضغط غشاء الزيت يزداد بنسبة 6٪ إلى حوالي 20٪ عند التشحيم بمواد تشحيم مختلفة من النانو مقارنةً بالزيت النقي، حيث يصبح الحمل الذي يحمله المحمل حوالي 14.3٪. تنخفض زاوية اتجاه المحمل بنسبة 11٪ إلى 37٪ مع حساب زيادة قوة الاحتكاك بنسبة 16٪ وزيادة تشوه المحمل عند تشحيمه بمزيت التشحيم النانو هذا حوالي 18٪ عندما يتم تشحيم المحمل بـ TiO2 عند الحجم يزداد جزء من هذه الجسيمات النانوية إلى 0.03 مقارنةً بالجزء المشحم بالزيت النقي.