МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ЕРОЗІЙНОГО ЗНОШУВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ КЛАПАННИХ УЩІЛЬНЕНЬ

1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»

Мета. Вивчення кінетики ерозійного руйнування елементів клапанного ущільнення під час перетікання робочих середовищ з високими енергетичними параметрами. Методика. Зо об’єкт досліджень обрано запірно-регулюючі елементи клапанного ущільнення, а саме – клапан і сідло. Побудовано модель гідроерозійного зносу руйнування цих елементів. При цьому описано комплекс конструктивних параметрів запірних вузлів, а також параметрів, що відображають фізичні властивості робочого середовища і матеріалу пари клапан - сідло. Застосовано π-теорему подібності і метод аналізу розмірностей для побудови моделі процесу зношування конструктивних елементів клапанного ущільнення. Для визначення невідомих параметрів моделі експериментальне дослідження ерозійного процесу запропоновано проводити двома шляхами: за підтримування постійного перепад тисків на клапанному ущільненні; за підтримування постійних витрат робочого середовища через клапанне ущільнення. Результати. Запропоновано вираз об’єму зношування, при умові однакової твердості матеріалів клапана і сідла. Визначено залежність швидкості ерозійного руйнування від комплексу параметрів. Отримано вираз, за яким визначається зміна глибини ерозійного зносу ущільнювальних поверхонь в часі. Обґрунтовано значення максимально можливої глибини ерозійного зносу елементів клапанної пари. Представлено коефіцієнти відносного зростання витрат, відносної зміни тиску на ущільненні, що пов’язані зі зношуванням поверхонь ущільнювальних елементів системи клапан - сідло. Наукова новизна. Вперше представлено коефіцієнти гідроерозійного зносу елементів клапанного ущільнення, що характеризуються відносним зростанням витрат і відносною зміною тиску на ущільненні. Практична значущість. Запропоновано алгоритм визначення швидкості зношування елементів клапанного ущільнення на основі розрахунку значення коефіцієнту гідроерозійного руйнування елементів конкретної трубопровідної арматури, що дає можливість визначити сумарний об’єм зношування протягом визначеного часу роботи.

1. Чегодаев Д.Е., Мулюкин О.П. Элементы клапанных устройств авиационных агрегатов и их надежность. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 208с.: ил.

2. Шеремета Р.М., Білоус Б.Д. Аналіз причин виникнення течі через ущільнювальні елементи. Вісник ДУЛП «Проблеми економії енергії», № 2, 1999р. С. 250-254.

3. Шеремета Р.М., Білоус Б.Д. Принципи раціонального конструювання запірно-регулюючої трубопровідної арматури. Проблеми економії енергії. Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2003. – 360 с.

4. П.М. Огар, Д.Б. Горохов, Р.Н. Шеремета. Облитерация стыков уплотнительных соединений. Журнал: Системы. Методы. Технологии. 2015, №2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Братский государственный университет».: 16-23 с.

5. http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/u_course/Lekc/Part2/Glava6/6.10.htm

6. Никитин Г.А. Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов. – М.: Машиностроение, 1982. – 135 с., ил.

7. Шеремета Р.Н., Долотов А.М., Огар П.М., Пушкарский Я.А. Рациональное конструирование затворов трубопроводной арматуры // Тез. докл. зональной н/т конф. «Пути совершенствования конструкций элементов трубопроводной арматуры». - Пенза. - 1988. - С. 75-76.

8. Шеремета Р.М. До питання оптимального профілювання металополімерних ущільнюючих елементів // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль в машинобудуванні і приладобудуванні. - 1999. - № 359 - С. 67-70.

9. http://science.lpnu.ua/jeecs/all-volumes-and-issues/volume-4-number-2-2018/determination-hydro-erosion-wear-coefficien