دانلود ترجمه مقاله روش های تقویت انتقال حرارت برای بهبود عمر آب بند (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۱۸) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

روش های تقویت انتقال حرارت برای بهبود عمر آب بند

Heat-transfer augmentation techniques to improve seal life

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

چکیده

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 ۸۰% 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

اندازه گیری های تریبولوژیکال
در بخش قبلی، روش های متفاوتی برای ارتقاء دما در آب بندهای مکانیکی ارائه شدند. این بخش بر آزمایش های آزمایشگاهی به کارگرفته شده به منظور ارزیابی عملکرد تریبولوژیکال تمرکز می کند. به طورخاص، نتایج یک تحقیق جدید توسط زیائو و خوانساری خلاصه شده است (۲۰۱۵). رینگ های آب بند از فولاد ضد زنگ حرارت دیده (۱۷-۴PH) با لوله و بدون لوله حرارتی درون ساز سایشی ساخته شدند که در مقابل عنصر دیسکی-شکل چرخشی ساخته شده از همان مواد قرار می گیرد. سطوح سایشی در روغن موتور SAE غوطه ور شدند. سرعت عمل کنندگی از ۵۰۰ تا ۱۱۰۰ متغیر بود. به طور قابل توجهی، طرح متعارف در سرعت ۱۱۰ تحت بار ۱۳۳٫۵نیوتن شکست خورد. در مقابل، رینگ با پمپ حرارتی درون ساز برای عمل کردن در همان سرعت تا بار ۳۱۱٫۵ نیوتن ادامه یافت. در نهایت، این طرح با لوله حرارتی درجه حرارت کمت و توزیع دمای یکسان تری داشت. یک درجه حرارت یکسان تر در فشار و خسارت دمای کمتر، پوشش کمتر و عمر خدماتی طولانی تری را حاصل می کند. بنابراین، ضریب سایش طرح متعارف قبل از تماس مرزی در حدود ۰٫۱۵ بود، اما برای طرح لوله-حرارتی تا حدود ۰٫۱ کاهش یافت.

Abstract

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.

Tribological measurements

In previous sections, different methodologies for improving heat transfer in mechanical seals were presented. This section focuses on laboratory tests used to evaluate tribological performance. In particular, the results of a recent study by Xia & Khonsari (2015) are summarised. The seal rings were made of heat-treated stainless steel (17-4 PH) with and without a built-in heat pipe rubbing against a rotating disk-shaped element made of the same material. The rubbing faces of both disks were polished to 1–۲ helium light bands, which is typical in mechanical seals, and tested using a tribometer. The disks were immersed in SAE engine oil for lubrication and the tests involved measuring temperature, the coefficient of friction and wear. The operating speed was varied from 500 rpm to 1100 rpm. Interestingly, the conventional design failed at 1100 rpm under the load of 133.5 N. In contrast, the ring with the built-in heat pump continued to operate at the same speed up to a 311.5 N load. Overall, the design with the heat pipe had a lower temperature and a more uniform temperature distribution. A more uniform temperature field results in less thermal stress and damage, lower wear and longer service life. Furthermore, the coefficient of friction of the conventional design was about 0.15 before boundary contact, but was reduced to about 0.1 for the heat-pipe design.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

روش های تقویت انتقال حرارت برای بهبود عمر آب بند

Heat-transfer augmentation techniques to improve seal life