Resumen

El modelo de generación de calor del rodamiento de rodillos cilíndricos de alta velocidad se construye calculando la fricción local en el rodamiento. Se construye un modelo de cálculo del flujo de burbujas del rodamiento de rodillos teniendo en cuenta el acoplamiento térmico fluido-sólido basado en el modelo de fluido de dos cuerpos y el modelo turbulento k-ε, en el que se consideran el diámetro y el tamaño de las burbujas, la ruptura y el modelo de coalescencia de las burbujas. Utilizando el método de malla dinámica, se establece un nuevo método para evaluar la temperatura del rodamiento tratando los elementos rodantes como fuentes de calor en movimiento. Basándose en estos modelos y en el método de los elementos finitos, se estudia el flujo de burbujas de un rodamiento de rodillos de alta velocidad utilizando el software FLUENT. El estudio numérico revela la relación entre la velocidad del rodamiento, la fracción de volumen de aire, y la velocidad y presión del flujo aceite-aire. Un aumento del contenido de aire en el aceite produce una menor presión en la salida del cojinete, mientras que la velocidad del fluido de salida aumenta. Cuando se considera el efecto de acoplamiento térmico fluido-sólido, tanto la velocidad como la presión a la salida del cojinete aumentan, mientras que la temperatura del cojinete es menor que sin acoplamiento. En comparación, los efectos del acoplamiento sobre la presión y la temperatura del flujo son evidentes. Para una velocidad de rotación dada, existe un valor óptimo para la fracción de volumen de aire, de forma que el aumento de temperatura del cojinete alcance el valor más bajo. Los experimentos verifican los resultados del método presentado en este artículo.

• Materias:Máquinas eléctricas Turbinas hidráulicas Motores (Mecánica) Turbina eólica Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Hydraulic turbines Engines Wind turbine Turbomachine
• Palabras claves:rodamiento, fracción de volumen de aire, temperatura, velocidad, modelo de cálculo del flujo de burbujas, rodamiento de rodillos de alta velocidad, efecto de acoplamiento térmico sólido, modelo de generación de calor, rodamiento de rodillos cilíndricos, método de malla dinámica
• Keywords:bearing, air volume fraction, temperature, velocity, bubble flow calculation model, high speed roller bearing, solid thermal coupling effect, heat generation model, cylindrical roller bearing, dynamic mesh method