Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Helical Groove Presence on the Tribological Performance of Journal Bearings

Sęp J., Tomczewski L., Gałda L.

Tribologia

|

2018

|

nr 3

131--138

EN

The hydrodynamic bearings could suffer critical damages operating in contaminated environments that cause machine breakdown. In such hard operating conditions, hydrodynamic bearings with grooved journals are less sensitive to damage compared to plain bearings. The wear resistance of the grooved journal bearings is several times greater than that of smooth journal bearings. Contaminants existing in the oil film are moved out from the bearing clearance by the groove created on the journal surface. The presence, shape, and geometry of the groove strongly influence the bearings performance. The aim of this article is to study the selected static characteristics of bearings consisting of a journal with the helical groove on its surface. The static characteristics were determined based on the flow simulation in the oil clearance. A three-dimensional, adiabatic model of the oil flow was assumed. The oil flow was described with the Navier-Stokes continuity and energy equations. The equation system was solved by the finite volume method. The numerical model of the flow was verified experimentally on a test stand. It has been established that the grooved journal application leads to a decrease of load capacity in whole range of eccentricity and for all examined clearances. The oil flow rate increase was mainly observed due to spiral groove presence on the shaft.

PL

Hydrodynamiczne łożyska ślizgowe pracujące w zanieczyszczonym środowisku narażone są na poważne uszkodzenia powodujące awarie maszyn. W trudnych warunkach pracy można zastosować łożyska ślizgowe ze spiralnym rowkiem na powierzchni czopa, zmniejszając ich wrażliwość na uszkodzenia przez cząstki ścierne. Odporność na zużycie łożysk ze spiralnym rowkiem jest kilka razy większa w porównaniu ze zużyciem gładkich łożysk ślizgowych. Zanieczyszczenia w filmie olejowym są odprowadzane ze strefy tarcia na zewnątrz łożyska poprzez rowek. Obecność, kształt i wymiary rowka wpływają znacząco na charakterystyki łożyska. Celem artykułu jest przedstawienie charakterystyk statycznych łożysk ślizgowych z ukształtowanym rowkiem na powierzchni czopa. Badania symulacyjne zrealizowano w oparciu o adiabatyczny, przestrzenny model przepływu oleju w szczelinie smarowej. Przepływ oleju został opisany równaniami Naviera-Stokesa, ciągłości i energii. Do obliczeń zastosowano metodę objętości skończonych w programie ANSYS Fluent. Model numeryczny został zweryfikowany eksperymentalnie. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie spiralnego rowka powoduje zmniejszenie nośności łożyska i wartości maksymalnej temperatury oleju. Łożyska z rowkiem charakteryzowały się większym wydatkiem oleju w porównaniu z łożyskami gładkimi.

2

Steady-State Analysis of Journal Bearings with Helical Grooves

Sęp J., Tomczewski L., Gałda L.

Tribologia

|

2018

|

nr 3

123--130

EN

The spiral groove on the sliding journal surface enables the contaminants and eventual wear debris removal from the contact zone and bearing clearance. In this way, the wear and seizure resistance of slide bearings operating in difficult conditions became greater. The presence of a groove on bearing’s surface affects the hydrodynamic performance of the bearing. The aim of the article is to study the load carrying capacity, oil flow rate, and maximum oil temperaturę and pressure of slide bearings with a spiral groove at different operational conditions. Simulations were realized with the adiabatic, three-dimensional model of the oil flow in the bearing clearance. The oil flow was determined with the Navier-Stokes, continuity, and energy equations. The finite volume method was applied for calculations in ANSYS Fluent software. As a result of the investigations, it has been stated that, with the sliding velocity increase, the load capacity also increased, but the load capacity of the grooved journal was smaller than that of plain bearings. The maximum oil temperature in the bearing clearance of grooved journal bearing was lower than that of smooth ones, and, with the sliding velocity increase, the maximum temperature also increased. The oil flow rate was greater for the grooved series than for the smooth seies at all examined velocities and clearances.

PL

Spiralny rowek w powierzchni ślizgowej czopa umożliwia usuwanie zanieczyszczeń ze strefy tarcia, zwiększając odporność na zatarcie i zużycie łożysk pracujących w trudnych warunkach. Modyfikacja geometrii powierzchni ślizgowej wpływa na kształt filmu olejowego w szczelinie smarowej łożyska i tym samym na charakterystyki łożyska. Celem artykułu jest określenie nośności łożyska, wydatku oleju i temperatury występujących w łożysku ślizgowym z ukształtowanym rowkiem na powierzchni czopa przy zróżnicowanych parametrach pracy. Badania symulacyjne zrealizowano w oparciu o adiabatyczny, przestrzenny model przepływu oleju w szczelinie smarowej. Przepływ oleju został opisany równaniami Naviera-Stokesa, ciągłości i energii. Do obliczeń zastosowano metodę objętości skończonych w programie ANSYS Fluent. W wyniku zrealizowanych badań stwierdzono, że wraz ze wzrostem prędkości poślizgu zwiększa się nośność łożysk w badanym zakresie zmienności, a nośność łożysk z rowkiem była mniejsza niż gładkich. Maksymalna temperatura oleju w szczelinie smarowej łożysk z rowkiem była niższa niż w przypadku łożysk gładkich i wraz ze zwiększeniem prędkości poślizgu maksymalna temperatura oleju również rosła. Łożyska ślizgowe z rowkiem charakteryzowały się większym wydatkiem oleju niż łożyska gładkie w całym zakresie prędkości poślizgu i przy wszystkich badanych luzach łożyskowych.

3

Metoda wyznaczania parametrów i charakterystyk wysokoobrotowej bezszczotkowej prądnicy z wzbudzeniem magnesami trwałymi dla stanów ustalonych

Makarchuk O., Rusek A., Patro M., Gastołek A.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2016

|

Nr 3 (111)

45--52

PL

W artykule opracowano modele matematyczne do wyznaczania parametrów i charakterystyk wysokoobrotowej prądnicy wzbudzanej magnesami trwałymi dla stanów ustalonych. Analizę oparto na metodzie obwodowej z uwzględnieniem zjawisk nieliniowych. Sformułowany model matematyczny oparto na ogólnych założeniach pozwalających na prowadzenie analizy dla założeń szczegółowych. Opracowany model matematyczny umożliwia analizę stanu magnetycznego maszyny dla rożnych obciążeń określanych wskaźnikowo oraz umożliwia wyznaczanie między innymi charakterystyki zewnętrznej dla pełnego zakresu obciążeń. Nowość podejścia polega w usuwaniu z obliczeniowego algorytmu procedury liczbowego całkowania układu równań algebro-różnicowych. Opracowany model umożliwia wyznaczanie napięcia wysokoobrotowej prądnicy dla rożnych wartości obciążenia na etapie wstępnego projektowania maszyny. Przedstawiona w artykule metodyka pozwala na wykorzystanie jej elementów do wyznaczania charakterystyk mechanicznych silników PMSM. Ponadto w artykule przedstawiono porównanie wyników obliczeń z proponowanej metody z obliczeniami uzyskanymi z modelu matematycznego opartego na teorii polowej analizowanej maszyny.

EN

The mathematical formulation and the algorithm for the calculation of the static characteristics of steady-state high-power generator with permanent magnet excitation is proposed. The study was carried out using the circuit theory methods, which are based on the nonlinear theory of electric machines of alternate current and an invariant theory of approximation of functions. The described mathematical model is butli based on the conventional assumptions. It allows you to analyze the magnetic state of the machine at the reference current and power factor, and also – to count an external characteristic over the entire range of possible loads. The novelty of the approach is in excluding a procedure of numerical integration of differential-algebraic equations systems from calculation algorithm. The main purpose of this model – voltage rating of generator under load at the prime design of the high-speed machines. Results of the calculation of regime values obtained by the proposed method and results, which were calculated on adequate field model of the same machine, which uses 2D to FEM-analysis are compared. Elements of the proposed methods of calculation of the magnetic state of high-speed machines with permanent magnet excitation can be used for calculation of the mechanical characteristics of the PMSM motors.

4

Review of numerical models of cavitating flows with the use of the homogeneous approach

Niedźwiedzka A., Schnerr G. H., Sobieski W.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 2

71--88

EN

The focus of research works on cavitation has changed since the 1960s; the behaviour of a single bubble is no more the area of interest for most scientists. Its place was taken by the cavitating flow considered as a whole. Many numerical models of cavitating flows came into being within the space of the last fifty years. They can be divided into two groups: multifluid and homogeneous (i.e., single-fluid) models. The group of homogenous models contains two subgroups: models based on transport equation and pressure based models. Several works tried to order particular approaches and presented short reviews of selected studies. However, these classifications are too rough to be treated as sufficiently accurate. The aim of this paper is to present the development paths of numerical investigations of cavitating flows with the use of homogeneous approach in order of publication year and with relatively detailed description. Each of the presented model is accompanied by examples of the application area. This review focuses not only on the list of the most significant existing models to predict sheet and cloud cavitation, but also on presenting their advantages and disadvantages. Moreover, it shows the reasons which inspired present authors to look for new ways of more accurate numerical predictions and dimensions of cavitation. The article includes also the division of source terms of presented models based on the transport equation with the use of standardized symbols.

5

Steady-state time-periodic finite element analysis of a brushless DC motor drive considering motion

Jagieła M., Gwóźdź J.

Archives of Electrical Engineering

|

2015

|

Vol. 64, nr 3

471--486

EN

This paper aims at providing a framework for comprehensive steady-state time-domain analysis of rotating machines considering motion. The steady-state waveforms of electromagnetic and circuit quantities are computed via iterative solution of the nonlinear field-circuit-and-motion problem with constraints of time periodicity. The cases with forced speed and forced load torque are considered. A comparison of execution times with a conventional time-stepping transient model is carried out for two different machines. The numerical stability of a time-periodic model with forced speed is shown to be worse than that of traditional transient time-stepping one, although the model converges within a reasonable number of iterations. This is not the case if forced load via equation of mechanical balance is accounted for. To ensure convergence of the iterative process the physical equation of motion is replaced by the fixed-point equation. In this way the model delivers time-periodic solutions regarding not only the electromagnetic quantities but also the rotational speed.

6

Steady-state analysis of synchronous machines loaded by an angle depended torque

Radzik M., Sobczyk T.J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 2b

158--161

PL

Reakcja maszyny synchronicznej na moment obciążenia zależny od kąta obrotu jest ważna dla napędów tłokowych. W celu jej określenia należy równania elektryczne maszyny rozwiązywać łącznie z równaniem ruchu, co prowadzi do nieliniowego układu równań różniczkowych. Najczęściej do ich rozwiązywania stosuje się procedury numeryczne, a stan ustalony otrzymuje się po zaniku procesów przejściowych. W pracy, do wyznaczenia takiego stanu ustalonego zastosowano metodę bilansu harmonicznych. Wówczas rozwiązanie przewiduje się w postaci szeregu Fouriera. Bilans harmonicznych prowadzi do nieskończenie wielu nieliniowych równań algebraicznych wiążących współczynniki Fouriera tych szeregów. W celu rozwiązania tego układu, ograniczonego do wymiarów skończonych, użyto algorytmu NewtonaRaphsona. W rezultacie obliczono bezpośrednio widma prądów maszyny oraz widma zmienności kąta mocy i wahań prędkości obrotowej.

EN

Steady-state response of a synchronous machine to the torque with angle depended pulsating component is important for the piston type drives. To find such response, electrical equations have to be solved together with the equation of motion, what leads to nonlinear differential equation set. The numerical integration is often used, and steady-states are obtained when transients disappear. In this paper the method of harmonic balance is used for determining such steady-states. The solution is predicted in the form of the Fourier series, and harmonic balance method leads to an infinite set of nonlinear algebraic equations for coefficients of that series. The Newton–Raphson scheme is used to solve these equations when limited to the finite dimensions. As a result the Fourier spectra of all machine currents, as well as of the rotor speed and variation of the power angle, are directly determined.

7

Steady symmetrical temperature field in a hollow spherical particle with temperature-dependent thermal conductivity

Moosaie A.

Archives of Mechanics

|

2012

|

Vol. 64, nr 4

405-422

EN

In this work, an exact analytical solution to the axisymmetric heat conduction equation for hollow spherical objects with temperature-dependent thermal conductivity is presented. The nonlinear differential equation is first transformed into a linear one by means of an integral transform method. Then, the separation of variables method is employed to solve the transformed linear equation. Ultimately, we use the inverse transform to obtain the physical temperature field. Furthermore, two examples are worked out, i.e., the one-dimensional heat conduction in the radial direction and the two-dimensional case with axial symmetry. The solution is presented as an infinite series in terms of Legendre functions. The problem with spherical symmetry is also solved by using perturbation methods up to the third-order approximation, and the results are compared with the exact solution.

8

Simulation of static stability of three phase induction motor

Tchaban V., Tchaban Z.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 9a

295-297

EN

In the paper is proposed the algorithm of computation of static stability of steady-state of electric devices on example of three phase induction motor by capacitor in third phase. The results of computation are given.

PL

Zaproponowany algorytm analizy statycznej stabilności ustalonych stanów urządzeń elektrotechnicznych na przykładzie trójfazowego silnika asynchronicznego z kondensatorem w trzeciej fazie. Podane rezultaty symulacji komputerowej.

9

Existence and stabilizability of steady-state for semilinear pulse-width sampler controlled system

Wang J.

Opuscula Mathematica

|

2011

|

Vol. 31, no. 1

105-118

EN

In this paper, we study the steady-state of a semilinear pulse-width sampler controlled system on infinite dimensional spaces. Firstly, by virtue of Schauder's fixed point theorem, the existence of periodic solutions is given. Secondly, utilizing a generalized Gronwall inequality given by us and the Banach fixed point theorem, the existence and stabilizability of a steady-state for the semilinear control system with pulse-width sampler is also obtained. At last, an example is given for demonstration.

10

Modelowanie i optymalizacja hodowli wielokrotnych

Zamojska A., Szewczyk K. W.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2007

|

Nr 4-5

152-155

PL

W pracy przedstawiono opis matematyczny wielokrotnej hodowli okresowej złożonej populacji drobnoustrojów składającej się ze szczepu współżyjącego symbiotycznie ze szczepem hydrolizującym surowiec. Wyróżniono dwa graniczne przypadki, gdy etapem limitującym jest bądź hydroliza surowca bądź wzrost bakterii na metabolicie pośrednim. Określono warunki uzyskania stanu ustalonego tzn. takiego, gdy przebieg zmian stężenia biomasy i substra-tu limitującego wzrost w kolejnych cyklach jest taki sam, oraz warunki utraty stabilności prowadzącej do wymycia drobnoustrojów z reaktora. Określono optymalny czas cyklu hodowlanego, dla którego uzyskuje się największą produkcyjność reaktora.

EN

This work presents a mathematical description of repeated batch cultures of a mixed microbial population, consisted of two bacterial strain, substrate hydrolyzing and symbiotic strain utilizing the product of hydrolysis. Two cases have been considered: hydrolysis as the limiting step and growth on intermediate metabolite as the limiting process. The conditions of steady-state have been discussed. The optimum cycle time leading to maximum productivity has been established.

11

Analiza właściwości przekształtników prądu przemiennego w stanach ustalonych

Korotyeyev I.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2006

|

R. 82, nr 7-8

109-112

PL

Rozpatrzona została metoda, która jest przeznaczona do obliczania stanów ustalonych w przekształtnikach prądu przemiennego. Metoda polega na przekształceniu niestacjonarnego równania różniczkowego w równanie stacjonarne, poszukiwaniu liczbowym macierzy podstawowej i obliczaniu splotu w dziedzinie transformat. Na przykładzie przekształtnika typu Buck-Boost przedstawiony jest model matematyczny procesów i obliczone są prąd i napięcie w stanie ustalonym.

EN

The method of calculation of steady-state processes in AC converters is considered in the article. The method is based on transforming differential equations through Lyapunov s method, convolution theorem and numerical computing the fundamental matrix. Analysis of steady-state processes in buck-boost converter is presented.

12

A kinetic criterion of flammability limits

Hałat A., Głowiński J., Baczyńska T., Słonka T.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2004

|

Vol. 48, nr 3-4

105-117

EN

To assess the nature of combustion H2-O2-N2 and CH4-O2-N2 mixtures the kinetic criterion of steady-state condition has been developed and tested using the algorithm PREMIX from the CHEMKIN package. Inside the flammability region the process is fully branched and increasing or decreasing the equivalence ratio causes a reduction in the flame temperature as well as the rates of elementary reaction. Near the flammability limits the criterion used points to steady-state conditions, i.e. chain carriers reach their steady-state, low concentrations. Hence, even a small external impulse can interrupt chain branching and stop flame propagation.

PL

Stosowano algorytm PREMIX propagacji jednowymiarowego płomienia z pakietu CHEMKIN do śledzenia zachowania się połączeń pośrednich: atomów H i O oraz grupy hydroksylowej OH w spalaniu mieszanin H2-O2-N2 oraz CH4-O2-N2 o różnym składzie. Zachowanie się wskazanych nośników łańcuchów oceniano z zastosowaniem miary ilościowej - warunku stacjonarności stężenia danego nośnika. Wewnątrz przedziału palności, w szczególności w otoczeniu stechiometrii, proces jest w pełni rozgałęziony; stężenia nośników łańcuchów są dalekie od ich stężeń stacjonarnych. W miarę zbliżania się ze składem mieszanki palnej do składu granicznego tj. do dolnej lub górnej granicy palności, obserwuje się wyraźną tendencję osiągania przez nośniki niskich, stacjonarnych stężeń. Jest to wynikiem obniżania temperatury i zmniejszania szybkości reakcji elementarnych. W pobliżu granicy zmniejszenie szybkości jest tak duże, że dowolne zewnętrzne zaburzenie może przerwać proces rozgałęziania łańcuchów i zatrzymać propagację płomienia.

13

Application of the steady-state and quasi-equilibrium conditions to the analysis of the nitric oxide oxidation

Głowiński J., Baczyńska T., Hałat A., Słonka T.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2003

|

Vol. 47, nr 4

239-247

EN

An attempt of interpretation of the different temperature relationship of macrokinetic equation constant in the process of nitric oxide oxidation has been undertaken. It has been proved that the reaction at lower temperature proceeds according to the composite reaction mechanism. At higher temperature the mechanism of an elementary reaction prevails. The worked out quantitative relations are the completing information about correct values of rate constants.

PL

Podjęto próbę interpretacji stałej równania makrokinetycznego procesu utleniania tlenku azotu w zmiennej temperaturze. Dowiedziono, że w niższej temperaturze proces przebiega według mechanizmu reakcji złożonej. W temperaturze wyższej przeważa mechanizm reakcji elementarnej. Wyprowadzone ilościowe zależności uzupełniają informacje o poprawnych wartościach stałych szybkości reakcji elementarnych.

14

Verifying the assumption of a steady-state intermediate concentration

Głowiński J., Tylus W.

Polish Journal of Chemical Technology

|

1999

|

Vol. 1, nr 1

7-10

EN

The behaviour of the chemical affinity at the stage of intermediate product formation was analysed in a monomolecular, a homogenous catalytic and in a nucleophilic substitution reactions. Under conditions of the steady-state approximation, the rate of change of the chemical affinity at this stage of reaction must be such that the rate of intermediate formation and that of its decay are nearly identical. This assumption was used to determine a quantitative criterion for the steady-state approximation. The method used to derive a criterion is also given. The examples of applications were provided.