Специфіка герметизації обертового руху спіралевими ущільнювачами
Автор: Гунчак Іван Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Створення безконтактних ущільнень набуває суттєвої важливості в конструкціях, що працюють в незвичайних умовах і потребують, наприклад, відсутності протікання рідини через зону ущільнення. Такі умови мають місце в хімічній промисловості, робочі середовища якої часто володіють вибухо- і пожежонебезпечними властивостями, а також в машинах, які використовуються в космічних апаратах. В більшості наукових праць рішення, торкаються спіральних ущільнень з стрічкової нарізкою, що має прямокутний профіль в осьовому перерізі, і поширювалися на однозаходні ущільнення. Ці обмеження істотно відбиваються на кінцевих висновках оскільки значний вплив на характеристику спіральних ущільнень надає також число заходів нарізки ущільнення і форма її профілю. Крім цього в спіральних ущільненнях з малої прохідний площею існує наступна закономірність: з підвищенням перепаду тиску витік рідини через ущільнення збільшується незначно, в результаті чого при певних умовах експлуатації такого ущільнення, допустимих вимогами техніки безпеки, економічно виправдана робота ущільнення з деякою величиною витоку, так як величина утримуваного тиску при цьому різко зростає. Теоретичні висновки, представлені в даній роботі, щодо режимів експлуатації спіральних ущільнювачів, а також аналітичні та графічні аспекти, пов’язані з вибором основних геометричних та гідродинамічних параметрів та характеристик, слід розглядати як перше наближення в розрахунках. теоретичний аналіз обґрунтовується на конкретних припущеннях, таких як ідеальність рідини, вплив форми профілю нарізки на характеристику ущільнювачів, показує урахування інерційних складових в формулі Нав’є-Стокса, а також показує урахування розривності функції на межі переходу від западини спіралі ущільнювача до виступу і т.д. Запропонована в роботі інженерна методика створення безконтактних спіральних ущільнень використовує достатньо прості рекомендацій і залежності, дозволяють використовувати їх на практиці. Залежності отримані на основі експериментальних даних, які аналізуються в даній роботі. Об’єкт дослідження: безконтактне спіральне ущільнення. Предмет дослідження: геометричні, конструктивні, технологічні параметри безконтактних спіральних ущільнень. Мета дослідження: вивчення впливу геометричних, конструктивних та технологічних параметрів безконтактних спіральних ущільнень на ефективність герметизації рідинних середовищ. Дослідження гідродинамічних явищ в зоні герметизації спірального ущільнення з метою оптимізації геометричних та конструктивних параметрів елементів ущільнення. В першому розділі роботи наведено класифікаційні ознаки, методи та устаткування для безконтактного ущільнення рідинних середовищ. Описані особливості роботи спіральних ущільнень В другому розділі роботи описано конструкції безконтактних спіральних ущільнень а також особливості їх роботи. В третьому розділі роботи досліджено вплив конструктивних особливостей спіральних ущільнень на ефективність герметизації. Проаналізовано вплив на ефективність герметизації наступних чинників: число заходів нарізки спірального ущільнювача; кут нахилу гвинтової лінії спірального ущільнювача; напрямок обертання гладкого елемента ущільнення; форма профіль різі. Визначено потужність, що витрачається на обертання спірального ущільнення. В четвертому розділі роботи здійснено економічну оцінку отриманого проектного рішення. Спершу проведено планування виконання магістерської роботи та розрахунок витрат на її виконання. Далі виконано розрахунки експлуатаційних витрат для отриманого проектного рішення та визначено ціни споживання проектного рішення. Термін розробки та впровадження проектного рішення становить 77 день, а витрати на його розробку і впровадження складатимуть 33091,5 грн. Дане проектне рішення матиме термін використання – 5 років. Річні витрати на експлуатацію проектного рішення становитимуть 16185,5 грн. Проектне рішення матиме ціну споживання для організації-розробника 181,33 грн. за день та для організації-покупця – 186,42 грн. за день протягом усього терміну використання. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Проведені економічні розрахунки – свідчать про економічну ефективність їх виконання та подальшого застосування. Ключові слова: ущільнення, трубопровідна арматура, герметичність, спіральне ущільнення, дослідження, експеримент, обладнання, комп’ютерний інжиніринг.