مراقبة وتحليل الاستجابة الاهتزازية لركيزة انزلاقية هيدروديناميكية تحت تأثير مضافات التزييت النانوية والحمل الديناميكي

الباحث

سارة صادق جعفر

المشرف

وفاء عبد سعود - احسان عبد الحسين باقر

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الميكانيكية / الهندسة الميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Journal bearing;Nano-lubricant;Vibration analysis;Dynamic load

الجزيئات النانوية جذبت الانتباه في المجال الاكاديمي والصناعي ,وبالخصوص في مجال التزييت. لذا في هذه الرسالة، تمت دراسة تأثير استخدام المضافات النانوية مع مائع التزييت على السلوك الديناميكي لنظام المحامل-الدوار. لتحقيق ذلك ، تم تصنيع جهاز اختبار لمحاكاة عناصر النظام الدوار. يتكون النظام من عمود مستند على اثنين من الركائز الانزلاقية. يتم تحميل العمود الدوار ديناميكيًا لتوليد Sel] متغير على الركائز ، ونقل الاهتزاز إلى ]اضن الركيزة. تم استخدام نوعين من المضافات النانوية هي أوكسيد البزموث (BirO3) (IID) وثاني أوكسيد التيتانيوم(1102) Cul] ان استخدام أوكسيد البزموث (111) كان بسبب خصائصه المميزة كجزيئات نانوية جديدة غير سامة وخضراء صديقة للبيئة ، بينما يعتبر ثاني أكسيد التيتانيوم سامًا بدرجة معتدلة. تمت إضافة نسب وزنية مختلفة من الجسيمات النانوية من (و8120) تتراوح بين (0.5 ، 1 ، M(B ،6 ٠:4، 2 5 بالوزن و (0.1 ، 0.25 ، 0.5 ٠ 1.25 ، 1 ٠ 0.75 ٠، 0)2/ بالوزن من (TiO?) إلى نوعين مختلفي اللزوجة من الزيوت الأساسية (SN500) و (SN150) لدراسة الاستجابة الديناميكية في نطاق من السرع الدورانية تتراوح بين (500 إلى 1100) دورة في الدقيقة و اضافة كتلة عدم اتزان مقدارها 10 غم مثبتة على جانب القرص الحذاف وتبعد عن مركز الدوران بانصاف اقطار مقدارها (tu= 0, 24, 48, 96) mm بالإضافة إلى ذلك ، تم مزج التراكيز الوزنية المثلى ل (BinO3) مع التراكيز الوزنية المثلى من (110) لتكوين خليط من TiO) & 1207) ، والذي تم اختباره تجريبياً لمعرفة تأثيره على اهتزازات النظام. وجد أن نسب التراكيز الوزنية المثلى للإضافات النانوية في الزيت الأساسي (SN500) التي أدت إلى انخفاض الاستجابة الاهتزازية التي تمثلها قيمة الجذر التربيعي لمربع المتوسط (RMS) كانت (0.5، 1.5 6، و 8 (Wt.% من (و8120) و )%0.25 (wt. من (TIO) بينما كانت نسب التراكيز الوزنية المثلى للإضافات النانونية في زيت الأساس (SN150) هي (1 ، 2 (wt. % 4 ٠، من (و8120) (wt. 901.25 91) 5 من (TiO2) تتراوح النسبة المئوية للانخفاض في قيمة الجذرالتربيعي لمربع المتوسط (RMS) عند مزج و0 بالزيت 5721500 من )%4 إلى %37( مقارنة بالزيت النقي ، بينما مزج و8120 بالزيت 0 يقلل من قيمة RMS بنسب مئوية تتراوح بين )17 % إلى 61 %( مقارنة بالزيت النقي ، ونتيجة لذلك يعتبر و8120 أكثر كفاءة مع الزيت الأساسي منخفض اللزوجة 511150. بالنسبة لمزج TiO, بالزيت SN500 و 521150، فإن النسبة المئوية للانخفاض في قيمة (1015)تتراوح من )%1 إلى (%O1 مقارنة بالزيت النقي. من خلال مقارنة تأثيرالمضافات 81209 و 1102 على الزيت الأساسي SN500 و 511150 اعتمادًا على سرعات الدوران وظروف الحمل ، يُظهر و8120 فعالية افضل مع نطاق واسع من السرعات وفي1]الات متوازنة وغير متوازنة تحت ظروف تحميل منخفضة ء بينما THO أكثر فعالية في السرعات العالية وتحت ظروف التحميل العالية Jad إن خلط المضافات النانوية و8120 و 1102 Lee بالزيت الأساسي 5721500 و SN150 بتراكيز معينة له تأثير إيجابي في تقليل استجابة اهتزاز النظام مقارنة بإضافة كل من هذه الإضافات بشكل منفصل في الزيت. بمقارنة تأثير تركيب (1102 & 81205) على كلا الزيتين 5721500 و 521150 اعتمادًا على سرعة الدوران وظروف الحمل ، يكون المزج (1502 & (BiO3 بالزيت 5281150 أكثر فاعلية من الزيت 521500 ، خاصة عند سرعة الدوران العالية وظروف التحميل العالية 1[ ايث يؤدي مزج A%) (BixO3+ 1.25% TiO، مع SN500 و SN150 إلى معدلات انخفاض اعلى بنسبة )278( و (782) على التوالي ، مقارنة بالزيت النقي.

Nanoparticles have attracted the attention of both academics and industry field, especially in the field of lubrication. So, in this thesis, the effect of using nano-additives with the lubricant oil on the dynamic behavior of rotor-bearing system has been studied. Therefore, a test rig was manufactured to simulate the element of a rotating system. The system consists of a shaft mounted on two journal bearings. The shaft is loaded dynamically to generate variable load on the journal bearings, and transmit the vibration to the bearing housing. Two types of nano-additives were used, Bismuth (ІІI) oxide (Bi2O3) and Titanium dioxide (TiO2). Bismuth (ІІI) oxide was used because of its properties like a new, non-toxic, green, and environmentally friendly nano-particle, while Titanium dioxide considered moderately toxic. Different weight percentages of (Bi2O3) of (0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6, and 8) wt. %, and (TiO2) of (0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, and 2) wt. % were added to two different viscosity types of base oils (SN500 and SN150) as a nano-particles to study the dynamic response at range of speed from (500 to 1100) rpm and adding an unbalance mass of 10 g mounted on the side of the flywheel distanced from the rotating center with different radii of (ru= 0, 24, 48, 72, and 96) mm. In addition, the optimum concentrations of (Bi2O3) were blended with the optimum concentrations of (TiO2) to create a mixture of (Bi2O3 & TiO2), which was then tested experimentally for its effect on the system's vibrations. It was found that the optimal concentrations of nano-additives in the base oil (SN500) that led to a decrease in the vibrational response represented by Root Mean Square (RMS) value were (0.5, 1.5, 6, and 8 wt. %) of (Bi2O3), and (0.25 wt.%) of (TiO2). While the optimal concentrations of nano-additives in the base oil (SN150) were (1, 2, and 4 wt. %) of (Bi2O3) and (1 and 1.25 wt. %) of (TiO2). The percentage of reduction in the value of Root Mean Square (RMS) when blending Bi2O3 with the oil SN500 ranges from (4% to 37%) comparing to the pure oil, while blending Bi2O3 with the oil SN150 reduces the value of RMS by percentages ranging between (17% to 61%) comparing to the pure oil, as a result, Bi2O3 is more efficient with Low viscosity base oil SN150. For TiO2 blending with the oil SN500 and SN150, the percentage of decrease in the value of Root Mean Square (RMS) ranges from (1% to 61%) comparing to the pure oil. By comparing the effect of Bi2O3 and TiO2 on base oil SN500 and SN150 depending on the rotational speeds and load conditions, Bi2O3 shows an affectivity with a wide range of speeds and at balanced and unbalanced cases under low loading conditions, while TiO2 is more effective at high speeds and high loading conditions only. The mixing of the nano additives Bi2O3 and TiO2 together with the base oil SN500 and SN150 in certain concentrations have a positive effect in reducing the vibration response of the system compared to adding each of those additives separately in the oil. By comparing the effect of compositions of (Bi2O3 & TiO2) on both oils SN500 and SN150 depending on the rotational speed and high loading conditions, (Bi2O3 & TiO2) blending with oil SN150 is more effective than with oil SN500, especially at high rotational speed and load conditions, where blending (4% Bi2O3 + 1.25% TiO2) with SN500 and SN150 leads to optimum drop rates range by (78%) and (82%), respectively, comparing to the pure oil.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب