روش های تقویت انتقال حرارت جهت افزایش عمر آب بند
این مقاله نگاهی دارد بر چند تکنولوژی تقویت انتقال حرارت که در مرکز ماشینکاری چرخشی دانشگاه ایالت لوئیزیانا اجرا شده است. هدف این مقاله کاهش حرارت دو رویه در آب بندهای مکانیکی است، که شامل طراحی رینگ های آب بند با یک تبادل گر حرارتی دورنی می باشد و همچنین تکنیک های بافت سطح را به منظور افزایش انتقال حرارت و طراحی یک مولد جدید از آب بند با یک لوله حراراتی، در بر می گیرد.
هرساله، در صنعت هزینه های هنگفتی برای تعمیر پمپ صرف می شود. هزینه های تعمیری صرف شده برای آب بندها و بیرینگ ها 80% تخمین زده شده است. مهمترین عامل های تأثیر گذار شناسایی شده مسئول نقص آب بند عبارتند از:
-انحراف دمای انباشته شده و درجه حرارت دو رویه بالا بین رینگ های آّب بند جفت شونده.
-عدم ثبات گرما-کشسانی؛ و
-پوشش ناهمگن وسیع
این فرایند توسط دمای چسبنده سیال کنترل می شود به طوریکه بین وجوه رینگ و خنک کننده بریده می شود و به وسیله جریان سیال توسعه می یابد. آب به آسانی
می تواند به نقطه جوش خود برسد و با پر کردن درز مقابل وجوه باعث صدمه زدن شود. هنگامیکه مانع های هیدروکربنی کم-چسبنده، مانند بوتان مایع به کار گرفته می شوند مولد دما نیز با اصطکاک سایشی بین وجوه تحت تاثیر قرار می گیرد. علاوه بر این، اگر سرعت عمل کنندگی به مقدار بسیار زیادی برسد، بنابراین عدم ثبات گرما-کشسانی منجر به شکل گیری نقاط پرحرارت ماکروسکوپی (قابل رویت) در وجوه آب بند می شود که با توجه به فشار تماس، انتهای وجه و ویژگی های مواد، می تواند اتفاق بیافتد.
بنابراین، کاهش دمای درون وجهی برای افزایش عمر آب بند، به بکارگیری تکنیک های تقویت انتقال حرارت مناسب نیاز دارد.
این مقاله چند فن آوری تقویت انتقال حرارت را ارائه می کند که به تازگی در مرکز ماشینکاری چرخشی، ساختمان مهندسی صنعتی و مکانیک، دانشگاه ایالت لوئیزیانا توسعه یافته است. به خاطر کاهش انتقال حرارت شدید در آب بندهای مکانیکی، محققین تصمیم به طراحی رینگ های آب بند با یک تبادلگر حرارتی درونی، تکنیک های ساخت سطح برای بهبود انتقال حرارت، و مولد جدید آب بندها با یک لوله حرارتی گرفته اند.
This article looks at several heat-transfer augmentation technologies that have been developed at Louisiana State University's Center for Rotating Machinery. Aimed at reducing interfacial heat in mechanical seals, they include the design of seal rings with an internal heat exchanger, surface texturing techniques to improve heat transfer, and the design of a new generation of seals with a heat pipe.
Industry spends huge sums of money on pump repair every year. It is estimated that 80% of the repair costs is dedicated to seals and bearings. The most influential factors identified for being responsible for seal failure are:
• high interfacial temperature and associated thermal distortion between the rotating and mating seal rings;
• thermo-elastic instability; and
• excessive non-uniform wear.
The process is governed by viscous heating of the fluid as it is sheared between ring faces and cooling is provided by the flush fluid.
Water can easily reach its boiling point and cause damage by flashing across the faces. When low-viscosity hydrocarbon liquids, such as liquid butane are used, the heat generation is also affected by the rubbing friction between surfaces.
Furthermore, if the operating speed exceeds a certain critical value, then thermo-elastic instability – leading to the formation of macroscopic hot spots on the seal faces – can occur, depending on the contact pressure, surface finish and material properties.
Thus, the reduction of interface temperature to prolong the seal’s service life calls for the implementation of appropriate heat-transfer augmentation techniques.
This article presents several heat-transfer augmentation technologies that have been developed recently at the Center for Rotating Machinery (CeRoM), Department of Mechanical and Industrial Engineering, Louisiana State University (LSU).
Developed to reduce interfacial heat in mechanical seals, they include the design of seal rings with an internal heat exchanger, surface texturing techniques to improve heat transfer, and the design of a new generation of seals with a heat pipe.
طراحی آب بند
شرایط انتقال دما
رینگ های جفت شونده با کانال خنک کننده درونی
رینگ های جفت شونده با دیواره جانبی ترکیبی
رینگ های جفت شونده بایک لوله حرارتی درون ساز
اندازه گیری های تریبولوژیکال
نتیجه گیری
Seal design
Heat transfer consideration
Mating rings with internal cooling channel
Mating rings with textured sidewall
Mating rings with a built-in heat pipe
Tribological measurements
Conclusions
Acknowledgements
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه