شبیه‌سازی ترمو-هیدرودینامیکی سه‌بعدی تاثیر روغن‌های صنعتی بر عملکرد یاتاقان‌های ژورنال کفشک لولایی با طول محدود

تحلیل و شبیه‌سازی عددی جریان روانکارهای صنعتی در یاتاقان‌های ژورنال، به‌دلیل کاربرد فراوان و مستمر آن‌ها در صنایع مختلف نظیر، نیروگاه‌ها، توربوماشین‌ها، ماشین‌های الکتریکی، کشتی‌سازی، و غیره از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشند. در این بررسی‌ها، اطلاعات مفید و ارزشمندی مانند، تغییرات دمای کفشک و روغن، تلفات حرارتی و اصطکاکی، ظرفیت بارپذیری و غیره استخراج می‌شود که توسط طراحان و سازنده‌گان در بهبود عملکرد و کارایی یاتاقان‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، یک برنامه عددی سه‌بعدی ترمو-هیدرودینامیکی، جهت شبیه‌سازی شرایط دایمی یاتاقان‌های ژورنال کفشک لولایی بدون محدودیت در ابعاد، بویژه طول آن‌ها تهیه شده است. در این برنامه، معادلات رینولدز جریان روغن در شکاف بین محور و کفشک‌های یاتاقان، به‌کمک روش عددی تفاضلات محدود و تخفیف-متوالی حل می‌شود. در این شبیه‌سازی، به‌منظور نزدیک بودن جواب‌ها به شرایط واقعی، تغییرات لزجت روغن با دما و تغییر شکل کفشک‌ها نیز درنظر گرفته می‌شود. جهت ارزیابی تاثیر خواص فیزیکی روغن بر رفتار هیدرودینامیکی یاتاقان، چند روغن مهم و پرکاربرد صنعتی که غالبا در یاتاقان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، انتخاب و نتایج آن‌ها در این مقاله آورده شده است. تلفات اصطکاکی، بیشینه دمای کفشک‌ها، دبی جریان روغن، کمترین ضخامت فبلم روغن و زاویه لولایی کفشک‌ها، از نتایج مهم ارایه شده است.