Расчет уплотнений, пружин, канавок под уплотнительные кольца
Расчет уплотнений, пружин, канавок под уплотнительные кольца
Расчет параметров торцевого уплотнения является важной составляющей при проведении опытно-конструкторских работ, при модернизации уплотнений насосов, мешалок, миксеров и другого оборудования, а также при подборе уплотнения. Такие расчеты позволяют оценивать характеристики уплотнения для различных геометрических размеров его деталей и камеры оборудования в котором оно установлено, применительно к разным типам рабочих жидкостей с учетом изменения их физических свойств в процессе работы уплотнения.
Программный комплекс MSLC и библиотека MSL
Программные комплексы для расчета параметров уплотнений имеют, в большинстве случаев, только профессионально работающие компании в области торцевых уплотнений. Нами разработан и совершенствуется программный комплекс Mechanical Seals Library Complex Software (MSLC). Основу этого программного комплекса составляет библиотека MSL, реализованная на языке программирования C++ на основе разрабатываемых нашей группой расчетных методиках.
Математическая модель расчета параметров торцевого уплотнения, реализованная для модулей программного комплекса MSLC, основана на том, что торцевое уплотнение имеет внутреннее или наружное расположение. Компьютерное моделирование характеристик торцевых уплотнений возможно при варьировании величин давлений и температур рабочей среды в широких пределах, а также задании практически любой по сложности геометрии сечений колец пары трения торцевого уплотнения.
 |
Встроенный в библиотеку MSL модуль HTC_FDM/FEM позволяет определять распределение температуры по кольцам пары трения торцового уплотнения. Встроенный модуль визуализации VIS_Module позволяет сохранять результаты расчетов в графические файлы с последующим их выводом в окно Mathcad (см. изображение слева). |
Возможно задание различной геометрии колец пары трения торцевого уплотнения. Разбиение геометрической модели сечений колец пары трения торцевого уплотнения проводится автоматически в библиотеке MSL с заданной точностью. Характеристики сечения колец пары трения (статические моменты инерции, моменты инерции, координаты центра тяжести сечений этих колец и др.) также определяются в библиотеке MSL, и затем используются в последующих расчетах параметров торцевого уплотнения, в частности, для уточнения деформаций колец пары трения торцевого уплотнения.
 |
Коэффициент распределения статического давления рабочей жидкости в зазоре пары трения торцового уплотнения (при раскрытии наружного диаметра он стремится к 1), зависит от характеристик рабочей среды и геометрии рабочих поверхностей колец пары трения, определяется в математической модели решением дифференциальных уравнений, содержащих функцию распределения статического давления рабочей жидкости в зазоре пары трения торцевого уплотнения. Среднее статическое давление в зазоре пары трения торцового уплотнения определяется в результате интегрирования функции распределения давления в зазоре пары трения торцевого уплотнения. Распределение статического давления рабочей жидкости в зазоре пары трения торцового уплотнения находится в результате решения системы уравнений: Навье-Стокса, неразрывности, и других для осесимметричной задачи, учитывается влияние гидродинамических сил, возникающих в зазоре пары трения. |
Расчетные значения параметров торцевого уплотнения, определяемые в программном комплексе MSLC, позволяют проводить их сравнительный анализ, оценивая эти параметры и сравнивая их с максимально возможными значениями. Критериальные значения расчетных параметров торцевого уплотнения в программном комплексе MSLC позволяют оценивать характеристики уплотнения, прогнозировать их возможную работоспособность. Сравнительный анализ расчетных параметров торцевого уплотнения позволяет, варьируя размеры уплотнения, материалы его деталей, проводить оптимизацию характеристик этого уплотнения.
Кроме возможности проведения сравнительных расчетов параметров торцевых уплотнений, в программном комплексе MSLC доступны функции для проведения расчета характеристик цилиндрических и конических пружин сжатия для уплотнений, а также расчета размеров канавок под резиновые уплотнительные кольца круглого сечения.
