Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the hydraulic characteristics of flushing fluid when gas enters wells drilled from semi-submersible drilling rigs

Ibrahimov Rafiq, Bahshaliyeva Shirin, Ibrahimov Zaur

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 6

422--425

EN

The article considers how in recent years the study of hydraulics and hydrodynamics have been successfully used in the qualitative analysis of complications arising during the drilling of wells. One of the main factors determining the success of well drilling is hydrodynamic pressure. Also a boundary layer forms both on the wall of the casings and on the walls of the well has important means. One potential complication is the appearance of gas when a well is drilled from a semi-submersible drilling rig. The article deals with issues of clarifying the nature and eliminating gas, as well as preventive measures and their consequences. However, in order to take a final decision it is necessary to analyse the nature of the pressure change at the blowout preventer on a semi-submersible drilling rig. A number of works have been devoted to determining hydraulic pressure and hydraulic resistance in the circulation system of wells, on the basis of both stationary and non-stationary processes. Gas was observed in well no. 28 of the Sangachal-Sea field (Caspian Sea, Azerbaijan) at a depth of 3819 m and with a specific gravity of the flushing fluid of 2.25–2.27 g/cm3 . When the blowout preventer was closed, the pressure increased to 10 MPa for 2–3 hours, before decreasing to 2.5 MPa and stabilising. The conclusion from this is that if the flow rate, the angle of deviation of the installation and contact time of the surfaces are constant, the influence of the flushing fluid decreases as the pressure drop increases. As the fluid filtration rate increases, the friction force between the drill pipe and the borehole wall increases. The friction force between the surfaces of the column and the filter cake is inversely proportional to the fillet velocity.

PL

W artykule wskazano w jaki sposób w ostatnich latach badania hydrauliczne i hydrodynamiczne zostały z powodzeniem wykorzystane do analizy jakościowej problemów powstających w procesie wiercenia otworów. Jednym z głównych czynników decydujących o powodzeniu wiercenia otworów jest ciśnienie hydrodynamiczne. Istotne znaczenie ma również tworzenie się warstwy przyściennej, zarówno na ściance rur okładzinowych, jak również na ścianie odwiertu. Jednym z problemów jest pojawienie się gazu podczas wiercenia odwiertu z platform półzanurzalnych. W artykule rozważane są zagadnienia związane z wyjaśnieniem charakteru i eliminacją przypadków pojawienia się gazu, ze środkami zapobiegawczymi i ich konsekwencjami. Jednak do podjęcia ostatecznej decyzji konieczne jest przeanalizowanie charakteru zmiany ciśnienia na głowicy przeciwerupcyjnej (BOP) na platformie półzanurzalnej. Szereg prac poświęcono wyznaczaniu ciśnienia hydrodynamicznego i oporu hydraulicznego w układzie obiegu płynu w odwiercie na podstawie procesów stacjonarnych i niestacjonarnych. W odwiercie nr 28 na polu Sangachal-Sea (Morze Kaspijskie, Azerbejdżan) zaobserwowano gaz na głębokości 3819 m, przy płynie przemywającym o gęstości 2,25–2,27 g/cm3 . Po zamknięciu głowicy przeciwerupcyjnej (BOP) ciśnienie wzrosło do 10 MPa na 2–3 godziny, a następnie spadło do 2,5 MPa i ustabilizowało się. Wynika z tego, że jeżeli natężenie przepływu, kąt odchylenia instalacji od pionu oraz czas kontaktu powierzchni są stałe, to czas płukania odwiertu maleje wraz ze wzrostem „spadku ciśnienia”. Wraz ze wzrostem szybkości filtracji płuczki wzrasta siła tarcia między rurą wiertniczą a ścianą odwiertu. Siła tarcia między powierzchnią kolumny rur a osadem filtracyjnym jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości usuwania gazu z odwiertu.

2

Influence of pressure changes on the viscosity of lubricating oil in CFD simulations of conical bearing hydrodynamic lubrication

Czaban Adam, Miszczak Andrzej

Journal of KONBiN

|

2022

|

Vol. 52, iss. 3

259--277

EN

The aim of this study is to consider the effect of pressure on the viscosity of lubricating oil in the adopted model of hydrodynamic lubrication and on the calculated flow parameters and operating parameters of a conical slide bearing. The numerical analysis consisted in solving the Reynolds type equation for the process of stationary hydrodynamic lubrication.

PL

Celem niniejszej pracy jest zbadanie, w jakim stopniu uwzględnienie wpływu ciśnienia na lepkość oleju smarnego, w przyjętym modelu hydrodynamicznego smarowania, oddziałuje na obliczane parametry przepływowe i eksploatacyjne analizowanego stożkowego łożyska ślizgowego. W badaniach wykorzystano znane z literatury równanie typu Reynoldsa, określające proces stacjonarnego hydrodynamicznego smarowania.

3

An Analysis of Hydrodynamic Pressure Distribution and Load Carrying Capacity of a Conical Slide Bearing Lubricated with Non-Newtonian Second Grade Flui

Miszczak Andrzej, Czaban Adam

Tribologia

|

2019

|

nr 2

83--95

EN

In this paper, the authors present the equations of the hydrodynamic lubrication theory for conical slide bearings lubricated with the oil with properties described by the Rivlin-Ericksen model. It is assumed, that the considered lubricating oil shows non-Newtonian properties, i.e. it is an oil for which, apart from the classic dependence of oil viscosity on pressure, temperature and operating time, there is also a change in dynamic viscosity values caused by the changes of shear rate. The method of a small parameter was used to solve the conservation of momentum, stream continuity, and energy conservation equations. The small parameter method consists in presenting the sought functions (pressure, temperature, components of the velocity vector) in the form of a uniformly convergent series expansion in powers of a constant small parameter. These functions are substituted into the system of basic equations, and then the series are multiplied by the Cauchy method. By a comparison of the coefficients with the same powers of a small parameter, we obtain systems of partial differential equations, from which the subsequent approximations of unknowns of the sought functions are determined. The small parameter method separates the non-linear system of partial differential equations and creates several linear systems of equations. The aim of this work is to derive the equations describing and allowing the determination of the temperature distribution, hydrodynamic pressure distribution, velocity vector components, load carrying capacity, friction force and friction coefficient in the gap of conical slide bearing, lubricated with the oil of the properties described by the Rivlin-Ericksen model, taking into account its viscosity changes due to time of operation.

PL

W artykule autorzy przedstawiają równania hydrodynamicznej teorii smarowania olejem o modelu Rivlina-Ericksena stożkowego łożyska ślizgowego. Olej ten charakteryzuje się nienewtonowskimi właściwościami, czyli jest to olej, dla którego, oprócz klasycznych zależności lepkości oleju od ciśnienia, temperatury i czasu eksploatacji, występuje dodatkowo zmiana lepkości dynamicznej od szybkości ścinania. Do rozwiązania równań zachowania pędu, ciągłości strugi i zachowania energii wykorzystano metodę małego parametru. Metoda ta polega na przedstawieniu poszukiwanych funkcji (ciśnienia, temperatury, składowych wektora prędkości) w formie jednostajnie zbieżnego szeregu potęgowego rozwiniętego względem stałego małego parametru. Funkcje te podstawia się do układu równań podstawowych, a następnie wymnaża te szeregi metodą Cauchy’ego. Porównując współczynniki przy jednakowych potęgach małego parametru, otrzymuje się układy równań różniczkowych cząstkowych, z których wyznacza się kolejne przybliżenia niewiadomych, poszukiwanych funkcji. Metoda małego parametru rozprzęga nieliniowy układ równań różniczkowych cząstkowych, tworząc kilka liniowych układów równań. Celem niniejszej pracy jest wyprowadzenie równań umożliwiających wyznaczenie rozkładu temperatury, rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego, składowych wektora prędkości, siły nośnej, siły tarcia i współczynnika tarcia w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego smarowanego olejem o modelu Rivlina-Ericksena z uwzględnieniem zmian lepkości od czasu eksploatacji oleju.

4

Analysis of the Values of Hydrodynamic Pressure and Load Carrying Capacities for Various Methods of Solving a Reynolds Type Equation

Miszczak A., Wierzcholski K.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

55--62

EN

Calculations of the hydrodynamic pressure distribution in the slide bearing gap occur most often on the basis of ready-made computer programs based on CFD methods or one’s own calculation procedures based on various numerical methods. The use of one’s own calculation procedures and, for example, the finite difference method, allows one to include in the calculations of various additional non-classical effects on the lubricant (e.g., the influence of the magnetic field on ferrofluid, the influence of pressure or temperature on viscosity changes, non-Newtonian properties of lubricant or various non-classical models of dynamic viscosity changes). The aim of the authors’ research is to check how large the differences in results may be obtained using the two most frequently used methods of solving a Reynolds type equation. In this work, the authors use the small parameter method and the method of subsequent approximations to determine the distribution of hydrodynamic pressure. For numerical calculations, the finite difference method and our own calculation procedures and Mathcad 15 software were used. With both methods, identical conditions and parameters were assumed and the influence of pressure and temperature on viscosity change was taken into account. In the hydrodynamic pressure calculations, a laminar flow of the lubricating liquid and a non-isothermal lubrication model of the slide bearing were adopted. The classic Newtonian model was used as a constitutive equation. A cylindrical-type slide bearing of finite length with a smooth pan with a full wrap angle was accepted for consideration. In the thin layer of the oil film, the density and thermal conduction coefficient of the oil were assumed to remain unchanged.

PL

Obliczanie rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego w szczelinie łożyska ślizgowego następuje najczęściej na podstawie gotowych programów komputerowych opartych na metodach CFD lub własnych procedur obliczeniowych opartych na różnych metodach numerycznych. Zastosowanie własnych procedur obliczeniowych i np. metody różnic skończonych pozwala na uwzględnienie w obliczeniach różnych dodatkowych nieklasycznych oddziaływań na czynnik smarujący (np. pola magnetycznego na ferrociecz, wpływu ciśnienia lub temperatury na zmianę lepkości, właściwości nienewtonowskich czynnika smarującego, różnych nieklasycznych modeli zmian lepkości dynamicznej). Celem badań autorów jest sprawdzenie, jak duże różnice w wynikach uzyskuje się, stosując dwie często wykorzystywane metody rozwiązywania równania typu Reynoldsa. W niniejszej pracy autorzy wykorzystują metodę małego parametru oraz metodę kolejnych przybliżeń w celu wyznaczenia rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego. Do obliczeń numerycznych wykorzystano metodę różnic skończonych, własne procedury obliczeniowe oraz oprogramowanie typu Mathcad 15. Przy obu metodach stosuje się identyczne warunki i parametry oraz uwzględnia się wpływ ciśnienia i temperatury na zmianę lepkości. W obliczeniach ciśnienia hydrodynamicznego przyjęto laminarny przepływ cieczy smarującej oraz nieizotermiczny model smarowania łożyska ślizgowego. Jako równanie konstytutywne zastosowano klasyczny model newtonowski. Do rozważań przyjęto walcowe łożysko ślizgowe o skończonej długości z gładką panewką o pełnym kącie opasania. W cienkiej warstwie filmu olejowego przyjęto niezmienność gęstości i współczynnika przewodzenia ciepła oleju od temperatury.

5

The analysis of hydrodynamic pressure distribution and load carrying capacity in the gap of slide journal bearings with micro-grooves

Miszczak A.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

119--126

EN

The purpose of this paper is to analyse the distribution of hydrodynamic pressure, load carrying capacities, and friction force in the gap of the slide bearing on account of the type, number, and size of micro-grooves on the surface of the sleeve. It was assumed that micro-grooves were distributed equally on the circumference of the sleeve as well as parallel to its axis. Micro-bearings with micro-grooves are more and more of ten utilized in the technical applications, e.g., in HDD disks or in computer fans. It is advisable to carry out a numerical analysis on the influence of the number and the size of micro-grooves on the value of the Basic flow parameters in the slide micro-bearing. A laminar flow of lubricating fluid and an isothermal model of the lubrication of the slide bearing was used for the analysis. A classical Newtonian model was applied as the constitutive equation. A cylindrical slide Bering with the finished length and smooth sleeve, and a full wrap angle was used for the research. The density and thermal conductivity of the oil were considered to be constant in the thin film of oil. The results of measurements of shape and sizes of micro-grooves in real micro-slide bearings were presented by the author in the previous publications. The results of that research are used at present to determine the preliminary assumptions concerning the shape and the size of the micro-grooves. The results obtained in the research show the minor influence of micro-grooves on the value of the friction force and a few percentages rate influence of micro-grooves on the value of load carrying capacity.

PL

Celem niniejszej pracy jest analiza rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego, siły nośnej i siły tarcia w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego ze względu na rodzaj, liczby i wielkość mikrorowków na powierzchni panewki. Do analizy przyjęto mikrorowki rozłożone równo po obwodzie panewki i równoległe do osi panewki. Mikrołożyska ślizgowe z mikrorowkami są coraz częściej stosowane w technice, np. w dyskach HDD czy też wentylatorach komputerowych. Celowym jest dokonanie analizy numerycznej, jaki wpływ na wartość podstawowych parametrów przepływowych ma liczba i wielkość mikrorowków. Do analizy hydrodynamicznego smarowania przyjęto laminarny przepływ cieczy smarującej oraz izotermiczny model smarowania łożyska ślizgowego. Jako równanie konstytutywne zastosowano klasyczny model newtonowski. Do rozważań przyjęto walcowe łożysko ślizgowe o skończonej długości z gładką panewką o pełnym kącie opasania. W cienkiej warstwie filmu olejowego przyjęto niezmienność gęstości i współczynnika przewodzenia ciepła oleju. Wyniki pomiaru kształtu i wymiaru mikrorowków w rzeczywistych mikrołożyskach ślizgowych autor przedstawiał we wcześniejszych publikacjach. Wyniki tych badań służą obecnie do określenia wstępnych założeń dotyczących kształtu i wielkości mikrorowków. Uzyskane wyniki badań wskazują na znikomy wpływ mikrorowków na wartość siły tarcia i kilkuprocentowy wpływ mikrorowków na wartość siły nośnej.

6

Analysis of hydrodynamic lubrication of journal bearings with oil of non-Newtonian properties

Miszczak A., Sikora G.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

127--138

EN

In this paper, the presented issue concerns hydrodynamic lubrication of the journal bearings with the oil of non-Newtonian properties. For the analysis of the hydrodynamic lubrication, a constitutive model of the third order was assumed. The assumed model consist of a Newtonian part –pI+nA1&enspand non-Newtonian part &beta3&ensp tr(A12)A1. The Main part of this paper concerns transformation, nondimensionalization, and an estimation of order of magnitude of the equation, which describes the apparent viscosity. Apparent viscosity describes changes of the dynamic viscosity with shear rate. In this way prepared model of apparent viscosity is used in momentum equations. This equations are integrated in order to designate components of the velocity vector. By substitution of the proper boundary conditions, modified Reynolds type equation is obtained. A further stage of the research will be proceeding of the numerical calculations of the hydrodynamic pressure distribution followed by the designation of the carrying capacity, friction force and friction coefficient while taking changes of the viscosity from shear rate into account (apparent viscosity).

PL

Prezentowana w artykule tematyka dotyczy problemu hydrodynamicznego smarowania poprzecznych łożysk ślizgowych olejem o właściwościach nienewtonowskich. Do analizy hydrodynamicznego smarowania przyjęto część modelu konstytutywnego trzeciego rzędu. Przyjęty model składa się z części opisującej właściwości newtonowskie –pI+nA1&ensporaz części opisującej właściwości nienewtonowskie &beta3&ensp tr(A12)A1. Zasadnicza część pracy dotyczy przekształcenia, ubezwymiarowienia oraz oszacowaniu rzędu wielkości równania opisującego lepkość pozorną, w której uwzględnia się zmiany lepkości dynamicznej od szybkość ścinania. Tak opracowany model lepkości pozornej podstawiany jest do równań pędu i ciągłości strugi. Równania te są całkowane w celu wyznaczenia składowych wektora prędkości. Przy nałożeniu odpowiednich warunków brzegowych uzyskuje się również zmodyfikowane równanie typu Reynoldsa. Dalszym etapem badań będzie wykonanie obliczeń numerycznych rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego a następnie wyznaczeniu siły nośnej, siły tarcia i współczynnika tarcia z uwzględnieniem zmian lepkości od szybkości ścinania (lepkości pozornej).

7

Carrying capacity and friction forces in a transverse journal bearing, lubricated with non-Newtonian oil

Miszczak A., Sikora G.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 3

203--210

EN

In this article, the authors present the results of numerical calculations. Calculations concern dimensionless carrying capacity and friction forces in a transverse journal bearing, lubricated by the oil of non-Newtonian properties. For analytical-numerical considerations a model of apparent viscosity changes based on exploitation time, pressure, temperature, shear rate was assumed The non-Newtonian properties of lubricating oil were characterized by increasing viscosity with increasing shear rate and described as an additional part in the constitutive equationβ3·tr(A1 2)A1. Analytical-numerical calculations were performed for smooth, non-porous plain bearing with full angle of wrap. Non-isothermal, laminar and fixed flow of lubricant in the lubrication gap of the journal bearing was assumed. Numerical calculations of hydrodynamic pressure distribution were made for Reynolds boundary conditions. The finite difference method was used to determine the Reynolds equation and the successive approximation method by taking into account the influence of pressure, temperature and non-Newtonian properties on the change of apparent viscosity. The results of the calculations are presented in the form of graphs and tables illustrating the influence of relative eccentricity and pressure, temperature and non-Newtonian properties on changes in the dimensionless load and friction force. Analysis of the obtained results illustrates the high-pressure effect on the increase of the carrying capacity and friction force for high relative eccentricities. A similar situation is by considering the non-Newtonian properties.

8

Surface Random Parameters for Endoprosthesis Lubrication

Wierzcholski K.

Tribologia

|

2016

|

nr 1

117--127

PL

Na podstawie danych statystycznych WHO przeprowadzonych w Unii Europejskiej stwierdzono, że system tribologiczny, jaki tworzy endoproteza, doznaje ponad milion obciążeń o charakterze udarowym. Obciążenia dynamiczne mogą w wielu przypadkach przekraczać czterokrotną wartość ciała pacjenta. Znaczna część takich niepożądanych impulsów kończy się koniecznością ponownej wymiany endoprotezy biodra. Badania doświadczalne wielu badaczy potwierdzają, że po wszczepieniu endoprotezy stawu biodrowego mamy często do czynienia z obszarami przeciążenia i niedociążenia. Zarówno jedne, jak i drugie są niekorzystne w trakcie eksploatacji endoprotezy. Po wszczepieniu trzpienia do kanału kości udowej pod wpływem siły mogą pojawić się pewne mikrometrowe przemieszczenia trzpienia względem cementu kostnego. Zarówno opisane przemieszczenia, jak też obszary przeciążenia i niedociążenia są na ogół powodowane niestosowną geometrią powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych endoprotezy uzależnioną od chropowatości powierzchni, która ma bezpośredni wpływ na wysokość szczeliny. Klasyczne generowanie procesu produkcji i wytwarzania endoprotez o optymalnej strukturze geometrycznej powierzchni jest bardzo trudne, a w wielu przypadkach wręcz niemożliwe. Dlatego niezbędne jest uprzednie stochastycznekształtowanie struktury geometrycznej projektowanych endoprotez polegające na oszacowaniu losowych wartości oczekiwanych, czyli średnich wartości probabilistycznych oraz odchyleń standardowych optymalnych wysokości mikrochropowatości powierzchni, które mają bezpośredni wpływ na pożądaną wysokość szczeliny, siły nośne, siły tarcia, wartości zużycia, a w końcu na optymalną możliwość implantacji endoprotezy stawu biodrowego człowieka. Wyniki niniejszej pracy uzyskano na podstawie przeprowadzonych badań eksperymentalnych dotyczących pomiarów struktur geometrycznych powierzchni endoprotez oraz z wykorzystaniem wiedzy teoretyczno-numerycznej. Ukazane w niej rezultaty prezentują metodologię i cele opisanej idei badawczej, umożliwiając szeroką dyskusję potrzebną do dalszych badań w zakresie projektów bioinżynierii.Przedstawiony został również parametryczny opis parametrów powierzchni endoprotez. Mogą one również znaleźć zastosowania przy probabilistycznej ocenie parametrów struktur geometrycznych powierzchni rozmaitych implantów.

EN

Within the last ten years in the European Union the number of bone fractures caused by the osteoarthritis increased twofold. More than 100000 hip or knee joints in total have been implanted in Germany during one year. Within ten years, 5% of them have failed by aseptic loosening. The non-invasive determination of friction forces and the control of their values during lubrication of cartilage cells on the superficial layer of human joint surfaces before implantation have a significant but not sufficient influence on the observation of the early abrasive wear of cartilage joint and the development of osteoporosis. From this fact was drawn the inspiration for the performed investigations referring the endoprosthesis surface parameters, because knowledge of the roughness of prosthesis surfaces and friction forces and their control methods makes it possibile to provide the necessary random standard deviation of gap height and finalny information about implantation possibility. This paper has been prepared based on the objective knowledge gained from the author’s experimental and theoretical experiences to represent the methodology and goal of the idea described in the study and to make possible a wider discussion on this subject for further developments during the realization of various bioengineering projects in the field of hydrodynamic artificial human and humanoid robots joints.

9

The Effect of Non-Fully Filled Gaps in Elastic Tribological Contacts

Mueller M., Voelpel A., Ostermeyer G. P.

Machine Dynamics Research

|

2015

|

Vol. 39, No. 4

107-115

EN

In recent papers, the authors of this paper investigated the dynamic behavior in partially fluid-filled tribological gaps with a novel modeling technique. The impact of the fluid amount towards the buildup of hydrodynamic pressures has been demonstrated. It shows high nonlinearities with respect to the correlation of the filling ratio and the mean pressure, in particular near the fully filled regime. So far, this modeling technique neglected deformations caused by the pressures in the gap. This paper is focused on fundamental studies on the impact of elastic deformations in combination with varying filling ratios onto the pressure characteristic. The studies are performed using an example of two ellipsoidal bodies moving relative to one another. The size of the ellipsoids is varied which allows modifying the gap topography. In this paper, the essential effect of elastic deformations at very small gaps is shown. It is discussed that it is very complex to formulate a general rule about parameter sets that give the possibility to neglect elastic deformations.

10

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.

11

Raz jeszcze o obciążeniu hydrodynamicznym falochronu pionowościennego falą stojącą

Magda W.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2014

|

nr 5

409--420

PL

Przedstawienie istniejących modeli matematycznych opisujących rozkłady ciśnienia hydrodynamicznego na falochron pionowościenny w wyniku oddziaływania fali stojącej. Analiza nieciągłości ciśnienia. Jakościowe porównanie metod obliczeniowych dla wybranych warunków wodno-falowych.

EN

Presentation of existing mathematical models describing hydrodynamic pressure distributions acting on a vertical-wall breakwater due to standing water wave loading. Discussion on discontinuity of the pressure distribution. Qualitative assessment of the computational methods for selected water-wave conditions.

12

Operating parameters of slide micro – bearings with consideration of oil temperature changes and micro - grooves on sleeve surface

Miszczak A.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 2

329-336

EN

In this paper author presents results of numerical calculations of hydrodynamic pressure distribution in bearing gap, load-carrying capacity, friction force and friction coefficient of slide micro-bearing considering the influence of lubricating oil temperature changes and also taking into account the influence of micro-grooves, which occur on sleeve internal surface. The micro-grooves on that surface are in longitudinal direction. The equation, which describes a bearing gap with micro-grooves on sleeve surface, was adopted from prof. K Wierzcholski's investigations. In very thin gap height of cylindrical micro-bearings, large gradients of temperature can be observed. This causes significant changes of oil dynamic viscosity in the gap height direction. According to this, oil flow velocity, friction forces, and a hydrodynamic pressure during the micro-bearing operation are changing. Up to now the influence of temperature on oil viscosity changes and due to this, on hydrodynamic pressure and on load carrying capacity in cylindrical micro-bearing gap in numerical way were not considered yet. The numerical calculations were performed with the use of Mathcad 14. The finite differences method and own computational procedures were implemented. The calculations were begun by solving the Reynolds' equation, assuming, that the dynamic viscosity is constant. After calculating the hydrodynamic pressure distribution, the temperature distribution in lubricating oil was determined. The obtained function of temperature was used to describe the viscosity changes with temperature. Next step involved determining the hydrodynamic pressure distribution taking into account the viscosity dependence on temperature, and then new distribution of temperature and again new values of viscosity were calculated. Calculations were repeated until assumed convergence and accuracy were reached. The friction force depends on pressure gradient and rotational motion of bearing journal. Part of friction force, which resulting from the pressure gradient, is determined for the area, where the oil film occurs, i.e. from omega p to omega k. Part of friction force, which is related to journal motion, is determined for full wrap angle, i.e. from 0 to 2 pi. The results were presented in the form of graphs, for eccentricity ratio gamma from 0.1 to 0.9, for dimensionless length of the bearing L1=1/4. In numerical calculations were used the theoretical considerations and solutions presented in papers of K. Wierzcholski and A. Miszczak.

13

Fala stojąca Stokesa – aproksymacja ciśnienia hydrodynamicznego 2 czy 5 rzędu?

Magda W.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2012

|

nr 2

150-158

PL

Omówienie rozwiązania dla ciśnienia hydrodynamicznego pod falą stojącą Stokes'a metodą perturbacji. Numeryczna analiza porównawcza rozwiązania dla oscylacji ciśnienia hydrodynamicznego w aproksymacji drugiego i piątego rzędu. Analiza porównawcza siły hydrodynamicznej obciążającej falochron pionowościenny, obliczonej zgodnie z aproksymacją fali stojącej Stokesa 2 i 5 rzędu.

EN

Solution for hydrodynamic pressure under the standing Stokes wave by perturbation method. Numerical analysis for the solution of pressure oscillations in second and fifth order approximations. Comparative analysis of hydrodynamic force acting on breakwater with vertical walls, calculated according to the second and fifth order approximation of standing Stokes wave.

14

The friction force and friction coefficient in the journal sliding bearing ferrofluid lubricated with different concentrations of magnetic particles

Frycz M., Miszczak A.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 4

113-120

EN

There is an important operational parameter in the case of sliding bearings are friction forces and coefficient of friction. It depends on how much proportions of heat in the gap of the oil film from the value of the friction force. Ferrofluid lubricated sliding bearings have specific structure and are suitable only for use in specific cases. We may use them in the absence of gravity, vacuum, or in case of strong magnetic fields or radioactive. Maintenance of lubricant in the oil-gap as well as the viscosity change occurs through controlling of the external magnetic field. Change of the value of viscosity and mass forces (magnetic forces) in the equation of momentum depends on the concentration of magnetic particles and the intensity of external magnetic field. The aim of this paper is to present the influence of concentration of magnetic particles on the friction force value and coefficient of friction. The numerical calculations of friction forces and friction coefficient have been performed before setting the hydrodynamic pressure and a lift force from the Reynolds-type equation. Reynolds-type equation has been derived from basic equations, ie equations of momentum and equations of stream's continuity. There have been also used Maxwell's equations for the ferrofluid in the case of stationary magnetic field's existence. It has been assumed stationary and laminar flow of lubricant liquid and the isothermal model for lubrication of slide bearings. As the constitutive equation has been used Rivlin-Ericksen one. The cylindrical journal bearing of finite length with the smooth sleeve of whole angle of a belt has been taken into consideration. In a thin layer of oil film has been assumed constancy of the oil density with temperature changes and the independence of the oil's thermal conductivity coefficient from thermal changes. The viscosity of the oil depends mainly on the magnetic field.

15

Pressure and velocity distribution in slide journal bearing lubricated micropolar oil

Krasowski P.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 4

213-220

EN

Present paper shows the results of numerical solution Reynolds equation for laminar, steady oil flow in slide bearing gap. Lubrication oil is fluid with micropolar structure. Materials engineering and tribology development helps to introduce oils with the compound structure (together with micropolar structure) as a lubricating factors. Properties of oil lubrication as of liquid with micropolar structure in comparison with Newtonian liquid, characterized are in respect of dynamic viscosity additionally dynamic couple viscosity and three dynamic rotation viscosity. Under regard of build structural element of liquid characterized is additionally microinertia coefficient. In modelling properties and structures of micropolar liquid one introduced dimensionless parameter with in terminal chance conversion micropolar liquid to Newtonian liquid. The results shown on diagrams of hydrodynamic pressure, velocity and velocity of microrotation distribution in dimensionless form in dependence on coupling number N2 and characteristic dimensionless length of micropolar fluid A1. Differences were showed on graphs in the schedule of the circumferential velocity oils after the height of the gap in the flow of the micropolar and Newtonian liquid. In presented flow, the influence of lubricating fluid inertia force and the external elementary body force field were omitted. Presented calculations are limited to isothermal models of bearing with infinite length.

16

Change capacity and friction force in slide journal bearing by torsional shaft vibration

Krasowski P.

Journal of Polish CIMAC

|

2010

|

Vol. 5, no 1

111-118

EN

Present paper shows the results of numerical solution Reynolds equation for laminar, steady oil flow in slide bearing gap. Lubrication oil is fluid with micropolar structure. Materials engineering and tribology development helps to introduce oils with the compound structure (together with micropolar structure) as a lubricating factors. Properties of oil lubrication as of liquid with micropolar structure in comparison with Newtonian liquid, characterized are in respect of dynamic viscosity additionally dynamic couple viscosity and three dynamic rotation viscosity. Under regard of build structural element of liquid characterized is additionally microinertia coefficient. In modeling properties and structures of micropolar liquid one introduced dimensionless parameter with in terminal chance conversion micropolar liquid to Newtonian liquid. The results shown on diagrams of hydrodynamic pressure, velocity and velocity of microrotation distribution in dimensionless form in dependence on coupling number N2 and characteristic dimensionless length of micropolar fluid Ë1. Differences were showed on graphs in the schedule of the circumferential velocity oils after the height of the gap in the flow of the micropolar and Newtonian liquid. In presented flow, the influence of lubricating fluid inertia force and the external elementary body force field were omit. Presented calculations are limited to isothermal models of bearing with infinite length.

17

Pressure and velocity distribution in slide journal plane bearing lubricated with micropolar oil

Krasowski P.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 2

249-256

EN

Present paper shows the results of numerical solution Reynolds equation for laminar, steady oil flow in slide plane bearing gap. Lubrication oil is fluid with micropolar structure. Materials engineering and tribology development helps to introduce oils with the compound structure (together with micropolar structure) as a lubricating factors. Properties of oil lubrication as of liquid with micropolar structure in comparison with Newtonian liquid, characterized are in respect of dynamic viscosity additionally dynamic couple viscosity and three dynamic rotation viscosity. Under regard of build structural element of liquid characterized is additionally microinertia coefficient. In modelling properties and structures of micropolar liquid one introduced dimensionless parameter with in terminal chance conversion micropolar liquid to Newtonian liquid. The results shown on diagrams of hydrodynamic pressure, velocity and velocity of microrotation distribution in dimensionless form in dependence on coupling number N2 and characteristic dimensionless length of micropolar fluid Lambda 1. Differences were showed on graphs in the schedule of the longitudinal velocity oils after the height of the gap in the flow of the micropolar and Newtonian liquid. In presented flow, the influence of lubricating fluid inertia force and the external elementary body force field were omitted. Presented calculations are limited to isothermal models of bearing with infinite breadth.

18

Adhesion influence on the oil velocity and friction forces in hyperbolic microbearing gap

Wierzcholski K., Miszczak A.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 3

483-489

EN

In this paper are presented the influences of the adhesion forces occurring in hyperbolic micro contact on the oil velocity and friction forces in hyperbolic micro bearing gap. Here are elaborated the dependences between adhesive forces and oil dynamic viscosity in super thin boundary layer and influences of adhesive forces on the oil velocities and friction forces in micro- and nano-scale arising between two cooperating hyperbolic surfaces in micro-bearings. Oil dynamic viscosity is a sum of classical viscosity and viscosity caused by adhesion and cohesion forces. In hyperbolic micro-bearing the influence of adhesive forces on friction forces is visible not only in friction forces caused by the hydrodynamic pressure but also in friction forces caused by the oil flow velocity. The pressure distributions and capacity values in machine hyperbolic slide micro-bearings are determined in the lubrication region which is defined on the micro-bearing surfaces. Numerical calculations are performed in Mathcad 14 Professional Program implemented by virtue of difference method. In this paper are derived the formulas for velocity components, pressure distributions, friction forces and friction coefficients in hyperbolic coordinates and at the same time the adhesion forces are considered. Up to now the influence of adhesion forces on oil velocity and friction force changes in hyperbolic micro-bearing gap were not considered in analytical way. Present paper elaborat es the preliminary assumptions of hydrodynamic theory of lubrication for hyperbolic micro-bearing in the case if during the lubrication the adhesion forces are taken into account.

19

Ciśnienie i nośność wzdłużnego łożyska ślizgowego smarowanego olejem mikropolarnym

Krasowski P.

Tribologia

|

2009

|

nr 4

125-137

PL

W referacie omówiono i przedstawiono rozwiązanie numeryczne równania Reynoldsa opisującego laminarny, stacjonarny przepływ czynnika smarującego o strukturze mikropolarnej w szczelinie wzdłużnego łożyska ślizgowego. Założono stałą gęstość oraz lepkości dynamiczne charakteryzujące olej mikropolarny. Punktem wyjścia są równania pędu, momentu pędu oraz równanie ciągłości przepływu, skąd otrzymano równanie Reynoldsa. Wyniki są przedstawione w postaci rozkładu ciśnienia, jego wartości maksymalnej oraz nośności w zależności od wartości liczby sprzężenia N i bezwymiarowej długości μ1 cieczy mikropolarnej. Prezentowane wyniki przedstawione są w postaci charakterystyk bezwymiarowych i porównane z rozwiązaniem dla oleju newtonowskiego.

EN

This paper presents the results of the numerical solution for the Reynolds equation for laminar, steady oil flow in a slide plane bearing gap. Lubrication oil is fluid with micropolar structure. Materials engineering and tribology development helps to introduce oils with a compound structure (together with micropolar structure) as lubricating factors. Exploitation requirements incline designers to use special oil refining additives, to change viscosity properties. As experimental studies show, most of the refining lubricating fluids can be included as fluids of non-Newtonian properties with microstructure. In modelling properties and structures of micropolar liquid, one can introduce a dimensionless parameter within the terminal chance conversion of a micropolar liquid to a Newtonian liquid. The results are shown on diagrams of hydrodynamic pressure and capacity forces in dimensionless form in dependence on coupling number N2 and the characteristic dimensionless length of micropolar fluid μ1. Presented calculations are limited to isothermal models of bearing with infinite breadth.

20

Pressure in slide journal plane bearing lubricated oil with micropolar structure

Krasowski P.

Journal of Polish CIMAC

|

2009

|

Vol. 4, no 2

137-144

EN

Present paper shows the results of numerical solution Reynolds equation for laminar, steady oil flow in slide plane bearing gap. Lubrication oil is fluid with micropolar structure. Properties of oil lubrication as of liquid with micropolar structure in comparison with Newtonian liquid, characterized are in respect of dynamic viscosity additionally dynamic couple viscosity and three dynamic rotation viscosity. Under regard of build structural element of liquid characterized is additionally microinertia coefficient. In modeling properties and structures of micropolar liquid one introduced dimensionless parameter with in terminal chance conversion micropolar liquid to Newtonian liquid. The results shown on diagrams of hydrodynamic pressure in dimensionless form in dependence on coupling number N2 and characteristic dimensionless length of micropolar fluid Λ1. Presented calculations are limited to isothermal models of bearing with infinite breadth.