Исследование изменения температуры в рабочем зазоре…
1
УДК 621.7
Исследование изменения температуры
в рабочем зазоре магнитожидкостных герметизаторов
с применением программы ANSYS
© А.М. Власов, В.А. Полетаев
Ивановский государственный энергетический
университет имени В.И. Ленина, г. Иваново, 153003, Россия
В процессе работы магнитожидкостного герметизатора в результате нагрева
ухудшаются магнитные свойства жидкости и могут возникать течения под зуб-
цами полюса. Для исследования влияния температуры на изменение моментов
трения в рабочем зазоре магнитожидкостных уплотнений была спроектирована и
изготовлена установка. С помощью программы ANSYS выполнен тепловой анализ,
позволяющий проанализировать процессы, которые происходят в магнитожид-
костном герметизаторе при его эксплуатации, а также оптимизировать его кон-
струкцию.
Ключевые слова:
магнитожидкостный герметизатор, температурный режим,
теплопроводность, рабочий зазор, момент трения.
За счет вязкостного трения слоев магнитной жидкости (МЖ) в
процессе работы магнитожидкостного герметизатора в нем выделя-
ется тепловая энергия. Нагрев МЖ существенно влияет на работо-
способность герметизатора: ухудшаются магнитные свойства жидко-
сти и могут возникать течения под зубцами полюса. При создании
тяжело нагруженных уплотнений (большие линейные скорости и
магнитные поля, высокие температуры, плохая теплоотдача) в рабо-
чем зазоре могут создаваться температуры, существенно влияющие
на свойства МЖ и ее поведение в зазоре герметизатора.
Для исследования влияния температуры на изменение моментов
трения в рабочем зазоре магнитожидкостных уплотнений была спро-
ектирована и изготовлена установка [1]. В целях проведения тепло-
вого анализа для таких задач, как стационарная теплопроводность,
неустановившийся температурный режим, расчет температурных
напряжений и деформаций [2], выбран программный комплекс
ANSYS, разработанный для решения прикладных задач численными
методами [3].
В процессе работы уплотнение нагревается до 60 °С. Для реше-
ния задачи распределения температуры приняты следующие условия:
начальная температура нагрева уплотнения 60 °С, температура окру-
жающей среды 22 °С, время охлаждения 30 мин. Расчетная геомет-
рическая модель уплотнения представлена на рис 1.