ОЦІНКА ТОЧНОСТІ МЕТОДУ РОЗРАХУНКУ ГЕРМЕТИЧНОСТІ ЦИЛІНДРО-ПОРШНЕВИХ УЩІЛЬНЕНЬ ДЛЯ В’ЯЗКІСНОГО РЕЖИМУ ПЕРЕТІКАННЯ ГАЗУ
EVALUATION OF ACCURACY OF THE METHOD OF CALCULATIONS OF GAS TIGHTNESS OF CYLINDER-PISTON SEALS FOR VISCOUS GAS FLOW REGIME
Сторінки: 291-295. Номер: №5, 2020 (289)
Автори:
О.Г. ТИМОЩУК
Хмельницький національний університет
O. TYMOSHCHUK
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-289-5-291-295
Рецензія/Peer review : 26.10.2020 р.
Надрукована/Printed : 27.11.2020 р.
Анотація мовою оригіналу
На основі теорії стохастичних процесів розроблено метод розрахунку герметичності беззмащувальних циліндро-поршневих ущільнень для в’язкісного режиму перетікання газу. Результатом є створення інженерного методу розрахунку герметичності (тривалості натікання газу) в беззмащувальних циліндро-поршневих металополімерних ущільненнях, а також оцінка точності розробленого методу для в’язкісного режиму плину газу через циліндро-поршневі ущільнення. В статті розглядається пружний контакт сильно анізотропної шорсткої поверхні (полімерна поверхня) з гладкою (металевою) поверхнею. Досліджена залежність зведеного натікання газу від комплексу умов контактування на основі теорії стохастичних полів. Виконана оцінка похибки, яка виникає при заміні точної формули розрахунку зведеного натікання наближеною формулою. Значення, розраховані за точною та розрахунковою формулою зведеного натікання, різняться не більше, ніж на 6 відсотків. Теоретично обґрунтовані і розроблені точні методи розрахунку герметичності беззмащувальних циліндро-поршневих ущільнень для в’язкісного режиму плину газу є основою для практичних розрахунків герметичності ущільнень беззмащувальних компресорів. Натікання при перехідному режимі плину газу можна знайти на підставі значень, розрахованих для в’язкісного та молекулярного режимів плину газу через циліндро-поршневі ущільнення.
Ключові слова: контакт; теорія стохастичних полів; номінальний контактний тиск; питома площа шорсткої поверхні контакту; герметичність циліндро-поршневих ущільнень; тривалість плину газу; в’язкісний та перехідний режими перетікання газу.
Розширена анотація англійською мовою
Based on the theory of stochastic processes, a method for calculating the tightness of non-lubricating cylinder-piston seals for the viscous regime of gas flow has been developed. The result is the development of an engineering method for calculating the tightness (duration of gas leakage) in non-greasy cylinder-piston metal-polymer seals, as well as assessing the accuracy of the developed method for the viscous regime of gas flow through cylinder-piston seals. The article considers the elastic contact of a strongly anisotropic rough surface (polymer surface) with a smooth (metal) surface. The dependence of the consolidated gas flow on the complex of contact conditions on the basis of the theory of stochastic fields is investigated. An estimate of the error that occurs when replacing the exact formula for calculating the consolidated inflow with an approximate formula. The values calculated according to the exact and calculated formula of the consolidated inflow differ by no more than 6 percent. Theoretically substantiated and developed accurate methods for calculating the tightness of non-lubricating cylinder-piston seals for the viscous regime of gas flow are the basis for practical calculations of the tightness of the seals of non-lubricating compressors. Leakage during the transient gas flow regime can be found on the basis of the values calculated for the viscosity and molecular regimes of the gas flow through the cylinder-piston seals.
Keywords: contact; stochastic field theory; nominal contact pressure; specific area of the rough contact surface; tightness of cylinder-piston seals; duration of gas flow; viscous and transient gas flow regimes.
References
- Makushkin A.P. Investigation of the tightness of detachable joints at cryogenic temperatures / A.P. Makushkin, I.V. Kragelsky, N.М. Mikhin // Friction and wear. – 1988. – № 2.– P. 197–206.
- Lykov L.V. Heat and mass transfer. – M.: Energy. – 1971. – 560 p.
- Babkin V.T., Zaichenko A.A. Tightness of fixed connections of hydraulic systems. – M.: Mashinostroenie, 1977. – 120 p.
- Schneidegger A.E. Physics of fluid flow through porous media.– M., 1960. – 250 p.
- Einbinder S.B., Tyunina E.L. Introduction to the theory of friction of polymers. – Riga: Zinatne, 1978. – 224 p.
- Timoshchuk O.G. Development of methods for calculation and experimental study of the tightness of non-lubricating cylinder-piston seals: dis. … с tech. Sciences / O.G. Timoshchuk – Khmelnitsky, 2003. – 386 p.
