تحلیل عملکرد ترموهیدرودینامیکی یاتاقانهای ژورنال غیرمُدور سه‌لُب با روانکار قانون توانی

در پژوهش حاضر تحلیل ترموهیدرودینامیکی یاتاقان‌های ژورنال غیرمُدور سه‌لُب با مدل سیال قانون توانی و ارزیابی تاثیر پارامترهای طراحی و روانکاری نظیر شاخص قانون توانی، سرعت محور و پیش‌بار بر توزیع فشار هم‌دما و حرارتی، تغییرات دمایی روغن روانکار، بار قابل حمل، زاویه وضعی و تغییرات دمای سطح داخلی پوسته یاتاقان ارائه شده‌است. در ابتدا معادلات رینولدز و انرژی حاکم بر عملکرد سیال روانکار تراکم‌ناپذیر بر پایه نظریه سیال قانون توانی بازنویسی گردیده و توام با معادله انتقال گرمای سه‌بُعدی در جداره یاتاقان تحلیل شده‌اند. با توجه به فرض طول محدود برای یاتاقان‌های مورد بررسی و عدم دسترسی به حل دقیق، روش عددی درونیابی مشتق تعمیم یافته در تحلیل معادلات بکار گرفته شده‌است. نتایج گویای آنست که افزایش شاخص قانون توانی، سرعت محور و کاهش میزان غیرمُدوری با افزایش پیش‌بار، تشدید دما و کاهش لزجت روغن روانکار را در پی داشته و زمینه افزایش اختلاف فشار و بار قابل حمل هم‌دما و حرارتی را فراهم می‌آورد. بعلاوه با افزایش دمای روانکار ناشی از تقویت شاخص‌ قانون توانی، دمای سطح داخلی پوسته‌ و نرخ انتقال حرارت به محیط اطراف از جداره‌ی یاتاقان‌های ژورنال سه‌لُب افزایش می‌یابد.

thermohydrodynamic performance analysis of noncircular three lobe journalv bearings with power law lubricant

in this study, thermohydrodynamic analysis of three lobe noncircular journal bearings with power law fluid model and the evaluation of the design and lubrication parameters such as power law index, rotor velocity and preload effects on the pressure and temperatureof the oil, load carrying capacity, attitude angle and heat transfer in the bearing shell is provided. for this purpose, the governing reynolds and energy equations of incompressible lubrication are modified based on power law theory and analyzed simultaneously with 3d heat transfer equation in the bearing shell. according to the limited length of investigated bearings and lack of exact answer,the equations are solved numerically using the generalized differential quadrature (gdq) method. results show that increasing the power law index and the rotor speed or decreasing the bearings noncircularity, intensify the temperature and reduce the oil viscosity and increase the difference between the obtained value of thermal and isothermal pressure and load. in addition, increasing thelubricant temperature by upgrading power law properties enhances the temperature of the inner bush surface and the rate of heat transfer to environment.