Расчет торцевых уплотнений
Инженерные расчеты
Компьютерное моделирование
Программный комплекс MSLC
Приложение MSLC 3D VIEW
Современное проектирование и модернизация уплотнительных узлов неразрывно связаны с выполнением инженерных расчетов и компьютерного моделирования уплотнения в составе всей уплотнительной системы. На картинке показано распределение давления рабочей жидкости в зазоре пары трения торцевого уплотнения, определенное в результате компьютерного моделирования с помощью программного комплекса MSLC и визуализированное с помощью приложения MSLC 3D VIEW.
Инженерные расчеты и компьютерное моделирование уплотнений
Инженерные расчеты призваны дать ответ на вопросы, по которым проектировщик [конструктор] не имеет опытных данных, чтобы обеспечить необходимую функциональность, надежность и долговечность прецизионного изделия. Обоснованный выбор готового уплотнения и его материалов также основывается на инженерных расчетах и мировой практике. Программный комплекс Mechanical Seals Library Complex Software (MSLC), основу которого составляет библиотека MSL [в том числе сборка для Mathcad], разработан и совершенствуется нашей группой инженеров, применяется для проведения инженерных расчетов и компьютерного моделирования уплотнений. Предварительные результаты научной работы по этой теме приведены в первой и второй статьях, опубликованных в рецензируемом журнале Российской академии наук "Машиностроение и инженерное образование", 2024 г., №1-2 (74) 
и 2025 г., №2-3(77) .
Ключевые особенности
Компьютерное моделирование торцевого уплотнения проводится на основе замкнутой и взаимосвязанной математической модели в составе всей уплотнительной системы. Методика расчета применима как для обыкновенных торцевых уплотнений, так и специальных уплотнений с микроканавками, выполненными на рабочей торцовой поверхности одного из колец пары трения.
Решение основного уравнения гидродинамической теории смазки (Рейнольдса) в двумерной поставновке осуществляется с применением современного бессеточного метода и радиальных базисных функций и метода декомпозиции области, учитывается вероятность разрыва [и восстановления] слоя рабочей жидкости в зазоре вследствие её кавитации.
Распределение температуры по сечениям колец пары трения уплотнения находится решением уравнения теплопроводности. Оценка изменения температуры рабочей жидкости в уплотнительной камере выполняется по апробированным полуэмпирическим выражениям.
Минимальный зазор в паре трения определяется из баланса действующих осевых сил в торцевом уплотнении с учётом возможного механического контакта рабочих поверхностей колец пары трения и оценкой их монтажных и рабочих деформаций от перепада давления и температуры.
Визуализация результатов расчета торцевого уплотнения
Наглядное отображение результатов расчета торцевого уплотнения осуществляется с помощью приложения MSLC 3D VIEW, входящего в состав программнного комплекса MSLC.
Ключевые особенности
Построение интерактивных трехмерных графиков в цилиндрической системе координат с применением современных IT-технологий, используемых аппаратные средства процессора видеокарты.
Гибкая настройка 3D-графиков с отображением распределения давления жидкости в зазоре колец пары трения уплотнения, высоты зазора между кольцами, содержания доли жидкости в смеси и т.д.
Адаптивная цветовая визуализация результатов компьютерного моделирования торцевого уплотнения: зона максимального давления жидкости отмечается красным цветом и его оттенками, область кавитации отображается фиолетовым цветом и его полутонами.
Возможность свободного вращения 3D-графиков и визуализация видов проекций для наилучшего представления результатов расчета уплотнения и его последующего анализа.
Результаты компьютерного моделирования уплотнения
Возможности программнного комплекса MSLC позволяют осуществлять компьютерное моделирование как обыкновенных, так и специальных торцовых уплотнений с лазерными микроканавками, и последующим наглядным отображением результатов с помощью приложения MSLC 3D View.
