Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reliability aspects of the effect of application 2% and 8% ferro-oil as a lubricant in a slide journal bearing on its operating parameters

Frycz Marcin

Journal of KONBiN

|

2020

|

Vol. 50, iss. 1

77--93

EN

The purpose of this paper is to determine the impact of using ferro-oil with 2% or 8% concentration of the magnetic particles as the lubricant of the slide journal bearing on its operating parameters regarding the reliability aspect. There has been presented an analytical and numerical calculation model based on experimentally determined physical quantities describing the dependence of viscosity of ferro-oil on fundamental parameters in the paper. Numerical calculations were performed by solving the Reynold’s type equation using the finite difference method using Mathcad 15 and own calculation procedures.

PL

Celem niniejszej pracy jest określenie jaki wpływ na zmianę parametrów eksploatacyjnych łożyska ślizgowego w aspekcie niezawodności może mieć zastawanie jako środka smarnego ferro-oleju o 2% lub 8% stężeniu cząstek magnetycznych. W pracy został przedstawiony analityczno-numeryczny model obliczeniowy bazujący na eksperymentalnie wyznaczonych fizycznych wielkościach opisujących zależność lepkości ferro-oleju od zmian podstawowych parametrów pracy. Obliczenia numeryczne wykonano rozwiązując równania typu Reynoldsa metodą różnic skończonych przy wykorzystaniu program Mathcad 15 i własnych procedur obliczeniowych.

2

The Effect of the Concentration of Magnetic Particles on the Operating Parameters of a Slide Journal Bearing Lubricated with Ferro-Oil

Frycz Marcin

Tribologia

|

2019

|

nr 2

43--55

EN

This paper presents an analysis of changes in basic operational parameters of a slide journal bearing in an aspect of a concentration of magnetic particles in ferro-oil as a lubricant. The first part of the article presents an analytical-numerical calculation model. This model is based on experimentally determined physical parameters describing the dependence of ferro-oil viscosity on changes at basic operating parameters. Moreover, dimensionless load carrying capacity, dimensionless friction force and dimensionless coefficient of friction numerical calculations have been obtained by solving the Reynolds type equations using the finite difference method in Mathcad 15 program and the author’s own calculation procedures. The obtained results have been presented in the form of graphs taking into account the influence of the following factors: external magnetic field, corrections related to the influence of pressure changes, corrections related to the influence of temperature changes and corrections related to non-Newtonian properties of the ferro-oil. The analysis of the obtained characteristics in the paper has been carried out, observations have been made as well as conclusions have been drawn regarding the optimal concentration of magnetic particles in the ferro-oil lubricating the slide journal bearing.

PL

W niniejszej pracy została przedstawiona analiza zmian podstawowych parametrów eksploatacyjnych poprzecznego łożyska ślizgowego w aspekcie stężenia cząstek magnetycznych w ferro-oleju będącego czynnikiem smarującym. W pierwszej części pracy został zaprezentowany analityczno-numeryczny model obliczeniowy. Model ten oparty został na fizycznych wielkościach opisujących zależność lepkości ferro-oleju od zmian podstawowych parametrów pracy wyznaczonych na drodze doświadczalnej. Z kolei obliczenia numeryczne rozkładu bezwymiarowej siły nośnej, bezwymiarowej siły tarcia oraz bezwymiarowego współczynnika tarcia wykonano, rozwiązując równania typu Reynoldsa metodą różnic skończonych przy wykorzystaniu program Mathcad 15 i własnych procedur obliczeniowych. Uzyskane wyniki przedstawione zostały w postaci wykresów uwzględniających kolejno wpływ: zewnętrznego pola magnetycznego, korekty związane z wpływem zmian ciśnienia, korekty związane z wpływem zmian temperatury oraz korekty związane z właściwościami nienewtonowskimi ferro-oleju. Dokonana została analiza uzyskanych charakterystyk, zostały poczynione obserwacje oraz wyciągnięte wnioski dotyczące optymalnej zawartości cząstek magnetycznych w ferro-oleju smarującym poprzeczne łożysko ślizgowe.

3

Researching and modeling of the dynamic viscosity of the ferro-oils with the different concentrations of magnetic particles in the aspect of pressure changes

Frycz M.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

39--48

EN

In this article, the results of the experimental research of determining the dynamic viscosity of the ferro-oils with different concentration of the magnetic particles in terms of pressure change are presented. The research was conducted on the Thermo Scientific Haake Mars III rheometer in the configuration with a pressure chamber. The applied configuration allowed the author to conduct research on the change of viscosity for the selected pressure values p in range from 0 to 100 bars. The research was conducted for three selected temperature values, including t = 30°C, 60°C, and 90°C, as well as selected shear rates of 200 and 600s-1. The chosen concentration values of the magnetic particles were nCS = 1%, 2%, 4%, 6%, and 8%. The viscous characteristics gathered as a result of the research have been analysed with the aim of identifying the nature of the correlations and to create mathematical-physical models of changes in the dynamic viscosity of the ferrooils due to the change in pressure in terms of concentrations of the magnetic particles. Analysis, identification, and adaptation of the characteristics were conducted using the StatSoft STATISTICA ver. 9 software. Selected mathematical adaptations of the acquired results were submitted through the enhanced analysis. In addition, parameters of the course of functions were designated and their qualitative assessments were made.

PL

W artykule zaprezentowane zostały wyniki eksperymentalnych badań wyznaczania lepkości dynamicznej ferro-olejów o różnym stężeniu cząstek magnetycznych w aspekcie zmian ciśnienia. Badania zostały przeprowadzone na reometrze Thermo Scientific Haake Mars III w konfiguracji z tzw. komorą ciśnieniową. Zastosowana konfiguracja pozwalała na prowadzenie badań zmian lepkości dla wybranych wartości ciśnienia p z zakresu od 0 do 100 bar. Badania przeprowadzono dla trzech wybranych wartości temperatur dla t = 30°C, 60°C oraz 90°C i wybranych prędkości ścinania: 200 oraz 600 s-1. Przyjęte wartości stężenia cząstek magnetycznych wynosiły nCS = 1%, 2%, 4%, 6% i 8%. Uzyskane w wyniku badań charakterystyki lepkościowe poddane zostały analizie zmierzającej do identyfikacji charakteru zależności i wykreowanie matematyczno-fizycznych modeli zmian lepkości dynamicznej ferro-olejów od zmian ciśnienia w aspekcie stężenia cząstek magnetycznych. Analizy, identyfikacji i dopasowania charakterystyk dokonano przy wykorzystaniu oprogramowania StatSoft STATISTICA wer. 9. Pogłębionej analizie poddano wyselekcjonowane dopasowania matematyczne uzyskanych wyników doświadczalnych. Wyznaczono ponadto parametry przebiegu funkcji i dokonano ich oceny jakościowej.

4

The influence of temperature on coefficient of magnetic susceptibility χ of ferro-oils with different concentrations of magnetic particles

Frycz M.

Tribologia

|

2016

|

nr 5

21--30

EN

In this paper, the authors presented research concerning the determination of the relation between magnetic susceptibility coefficient χ of ferro-oil and temperature changes. The tests were conducted on the ferro-oil samples of various, chosen magnetic particles concentrations: 1%, 2%, 4%, 6%, and 8%. In accordance with the conclusions resulting from Curie-Weiss equation, the values of magnetic susceptibility χ depend on the physicochemical features of considered material, including the magnitude and amount (concentration) of magnetic particles and physical properties of its environment, i.e. the kind and direction of magnetic field and also on the operating temperature, which is the main subject of conducted tests in this paper. This article presents the structure of the bench used for experimental designation of magnetic susceptibility coefficient in relation to temperature changes of tested ferro-oil. Moreover, the authors demonstrated a method enabling the determination of these values from obtained measurement data, conducted the analysis of obtained results and presented the conclusions.

PL

W niniejszym artykule zostały przedstawione badania dotyczące określenia zależności współczynnika podatności magnetycznej χ ferro-oleju od zmian temperatury. Badaniom poddane zostały próbki ferro-olejów o różnych, wybranych stężeniach cząstek magnetycznych: 1%, 2%, 4%, 6% i 8%. Zgodnie z wnioskami wynikającymi z równania Curie-Weissa wartości podatności magnetycznej χ zależą głównie od własnych cech fizykochemicznych rozpatrywanego materiału, w tym od wielkości i ilości (stężenia) cząstek magnetycznych oraz od fizycznych właściwości jego otoczenia, tj.: rodzaju i kierunku pola magnetycznego, jak również od temperatury pracy, która stanowi zasadniczy temat podjętych badań. W artykule zaprezentowana została budowa stanowiska do eksperymentalnego wyznaczenia współczynnika podatności magnetycznej w kontekście zmian temperatury badanego ferro-oleju. Ponadto zaprezentowana została metoda umożliwiająca wyznaczenie tych wartości z pozyskanych danych pomiarowych oraz dokonano analizy uzyskanych wyników zakończonej wnioskami.

5

Influence of pressure on ferro-oil dynamic viscosity

Frycz M., Czaban A.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2014

|

nr 83

45--52

EN

In this paper authors present the results of dynamic viscosity measurements of ferro-oil in aspect of pressure changes. The investigation concerned the ferro-oil with 1.4% concentration of magnetic nano-particles in the base oil, which satisfies SAE 15W-40 standard. The dynamic viscosity measurements were performed on the Thermo Scientific Haake Mars III rheometer and by applying the measuring system called a pressure chamber. The measurements were made at ferro-oil temperatures: 30, 60 and 90 degrees of Celsius, in the range of shear rates from 15 to 200 [1/s] and at gauge pressures: 0, 10, 40, 70 and 100 bars. The results show, that the pressure has an significant impact on the ferro-oil dynamic viscosity, because the increase in pressure of ferro-oil causes a significant increase in its viscosity value. The correctness of the results obtained using a pressure chamber at zero overpressure, was verified by comparison with the results obtained with the coneplate configuration.

PL

W pracy autorzy prezentują wyniki pomiarów lepkości dynamicznej wybranego ferrooleju w zależ- ności od ciśnienia. Badania dotyczyły ferrooleju, w którym udział cząstek ferromagnetycznych wynosił 1,4% w oleju bazowym, który to spełnia normę SAE 15W-40. Pomiary lepkości dynamicznej zostały wykonane przy wykorzystaniu reometru Haake Mars III firmy Thermo Scientific wraz z układem pomiarowym służącym do badania lepkości dynamicznej olejów przy ciśnieniu wyższym niż ciśnienie otoczenia (tzw. komora ciśnieniowa). Pomiary przeprowadzono przy temperaturach ferrooleju: 30, 60 i 90 stopni Celsjusza, w zakresie szybkości ścinania od 15 do 200 [1/s] oraz przy ciśnieniach: 0, 10, 40, 70 i 100 bar. Wyniki pokazują, że ciśnienie ma wpływ na lepkość dynamiczną oleju, ponieważ zwiększanie ciśnienia ferrooleju powoduje znaczący wzrost wartości jego lepkości. Poprawność otrzymanych wyników przy wykorzystaniu komory ciśnieniowej przy zerowym nadciśnieniu została sprawdzona poprzez porównanie z wynikami otrzymanymi na układzie płytka-stożek.

6

Eksperymentalna metoda wyznaczenia współczynników podatności magnetycznej χ ferroolejów o różnym stężeniu cząstek magnetycznych

Frycz M., Anioł P.

Tribologia

|

2014

|

nr 3

29--38

PL

W niniejszym artykule została zaprezentowana budowa stanowiska badawczego do eksperymentalnego wyznaczenia współczynników podatności magnetycznej χ ferroolejów o różnym stężeniu cząstek magnetycznych oraz została przedstawiona analiza wyników pozyskanych tą metodą. Zewnętrzne, jednorodne, stałe pole magnetyczne uzyskano za pomocą dwóch płytek stałych magnesów umieszczonych równolegle, a zmiany wartości pola zadawano poprzez możliwość kontrolowanego przemieszczania tych magnesów względem siebie. Pomiędzy magnesami umieszczona została próbka badanego oleju, a wartości natężenia pola magnetycznego pomierzono z użyciem miernika indukcji pola magnetycznego Smart Magnetic Sensor SMS 102. Badaniom poddano ferrooleje o wybranych stężeniach cząstek magnetycznych, tj.: 8%, 6%, 4% oraz 2% objętościowo.

EN

This paper presents the construction of an experimental test bench to determine the magnetic susceptibility coefficients χ of ferro oils with different concentrations of magnetic particles, and also the analysis of the results that were obtained by this method. The outer, homogeneous, constant magnetic field was obtained by means of the two plates of permanent magnets arranged in parallel, and changes the field value were carried out by the possibility of controlled movement of the magnets relative to each other. Samples of lubricants were placed between the magnets, and the magnetic field strength was measured by using the magnetic induction SMS Smart Magnetic Sensor 102. Ferro oils with selected concentrations of magnetic particles of 8%, 6%, 4%, and 2% were studied.

7

Wpływ stężenia cząstek magnetycznych w ferrooleju na wartość siły nośnej w poprzecznym łożysku ślizgowym przy uwzględnieniu zmian lepkości od pola magnetycznego, ciśnienia i temperatury

Miszczak A., Frycz M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

7549--7558

PL

Celem pracy jest wyznaczenie wpływu stężenia cząstek magnetycznych na wartości wybranych parametrów pracy tj. ciśnienia hydrodynamicznego i siły nośnej, poprzecznego łożyska ślizgowego, smarowanego ferroolejem, przy uwzględnieniu wpływu obecności zewnętrznego pola magnetycznego, zmian ciśnienia i temperatury na zmianę lepkości. W pracy dokonano obliczeń numerycznych rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego i siły nośnej bazujących na rozwiązaniu równań typu Reynoldsa metodą różnic skończonych. Składowe natężenia pola magnetycznego wyznaczono poprzez rozwiązanie analityczno-numeryczne równań Maxwella. Jako równanie konstytutywne zastosowano równanie Rivlina-Ericksena. Do obliczeń wykorzystano program Mathcad 15 i własne procedury obliczeniowe. W obliczeniach wykorzystane zostały rzeczywiste wartości współczynników materiałowych takich jak współczynnik podatności magnetycznej , współczynnik opisujący wpływ indukcji magnetycznej na lepkość dynamiczną B, współczynnik opisujący wpływ temperatury na lepkość dynamiczną T, które wyznaczone zostały na podstawie badań eksperymentalnych.

EN

Aim of the paper is to determine the effect of concentration of the magnetic particles on the selected parameters, ie. Hydrodynamic pressure and load carrying capacity of the sliding journal bearing lubricated with ferro-oil, taking into account the effect of the presence of an external magnetic field, pressure and temperature changes. The paper presents numerical calculations of the hydrodynamic pressure distribution as well as load carrying capacity based on the solution of Reynolds equations using the finite differences method. The components of the magnetic field strength have been determined by analytical and numerical solution of Maxwell's equations. The Rivlin-Ericksen equation has been used as the constitutive equation. The Mathcad 15 software and own computational procedures have been used for analytical calculations in the paper. In the calculations have been used the real values of the coefficients of materials such as magnetic susceptibility factor , the coefficient describing the effect of the magnetic induction on the dynamic viscosity B and the coefficient describing the effect of temperature on the dynamic viscosity T, which were determined based on experimental studies.