Аналіз впливу гідродинамічних сил, які діють у вузьких зазорах ущільнень та опор, на підвищення енергоефективності та зниження шкідливих викидів і вібрацій відцентрових машин

Abstract

Об’єкт дослідження – гідродинамічні, трибологічні та динамічні процеси, що відбуваються у вузьких зазорах ущільнень та опор. Мета роботи – встановлення загальних закономірностей впливу геометрії на гідродинамічні сили, витратні та ротородинамічні характеристики ущільнень за допомогою комп’ютерного моделювання. Методи досліджень – числові методи скінченних об’ємів елементів для розв’язання рівнянь гідродинаміки; методи експериментальних досліджень для перевірки ефективності роботи та визначення витратних, трибологічних та ротородинамічних характеристик багатошпаринних ущільнень-опор. У зв’язку суттєвим збільшенням робочих тисків та швидкостей обертання ротора відцентрових машин підвищується складність проблеми герметизації та підвищення ротородинамічних характеристик шпаринних ущільнень та опор. В таких умовах дуже важливими є гидродинамічні сили, що виникають у вузьких зазорах, які можуть бути як стабілізуючими, так і дестабілізуючими. Отже, розвиток методів аналізу силових характеристик шпаринних, лабіринтних та лункових ущільнень, опор кочення, комбінованих гідростатодинамічних опор та методів покращення трибологічних характеристик поверхонь підшипників ковзання і ущільнень викликає значний науковий інтерес та має важливе наукове та практичне значення для отримання нових знань в таких галузях науки, як: галузеве машинобудування, авіаційна та ракето-космічна техніка, енергетика та транспорт. В даній роботі вирішуються наступні задачі: розробка конструкцій і методик досліджень лункових та багатошпаринних ущільнень; числове розв’язання задачі гідродинамічного змащення кулькових підшипників; числовий аналіз несучої здатності комбінованих гідростатодинамічних опор турбомашин; експериментальні дослідження статичних і динамічних характеристик, аналітичне та числове визначення динамічних коефіцієнтів жорсткості та демпфірування двох- та трьохшпаринних ущільнень-опор; розв’язання задачі гідропружності для плаваючого та закріпленого кілець деформованого шпаринного і торцевого сальникового ущільнень; розробка методів та проведення досліджень щодо покращення захисних та трибологічних характеристик поверхонь матеріалів пар тертя опор та ущільнень.