Article

1 - LUBRIFICATION HYDRODYNAMIQUE ISOTHERME

2 - LUBRIFICATION MIXTE ISOTHERME

3 - CONCLUSION

4 - ANNEXE. RÉSOLUTION DE L’ÉQUATION DE REYNOLDS DANS LE CAS DE L’APPROXIMATION DU JOINT ÉTROIT ET DE LA COURBURE NÉGLIGÉE

5 - NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : BM5422 v1

Garnitures mécaniques d’étanchéité - Lubrification hydrodynamique et mixte

Auteur(s) : Noël BRUNETIÈRE, Bernard TOURNERIE

Date de publication : 10 avr. 2016

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Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article est dédié à l’étude et à la modélisation du comportement des garnitures mécaniques d’étanchéité pour liquides, et plus particulièrement à la lubrification des faces d’une garniture mécanique lorsqu'elles sont en mouvement relatif. La lubrification hydrodynamique pour laquelle les faces sont lisses et complètement séparées par un film lubrifiant est d’abord présentée. Puis le problème de la lubrification mixte est ensuite développé pour les cas où les aspérités des surfaces entrent partiellement en contact.

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ABSTRACT

Mechanical face seals. Hydrodynamic and mixed lubrication

This article deals with the study and modeling of the behavior of mechanical face seals for liquids, and especially the lubrication of the seal faces when these are in relative motion. The hydrodynamic lubrication for which the seal faces are smooth and fully separated by a lubricating fluid film is first presented. The mixed lubrication problem is then addressed for cases where surface irregularities are partially in contact.

Auteur(s)

  • Noël BRUNETIÈRE : Chargé de recherche au CNRS Institut P’, UPR CNRS 3346, Poitiers, France

  • Bernard TOURNERIE : Professeur émérite, Université de Poitiers Institut P’, UPR CNRS 3346, Poitiers, France

INTRODUCTION

L’article [BM 5 421] rappelle la grande variété d’agencements et d’applications industrielles des garnitures (dont les aspects techniques sont développés dans les articles [[BM 5 425] et [BM 5 426]) et expose l’étude de l’écoulement du fluide entre les surfaces alignées séparées par une distance stationnaire (lubrification hydrostatique). Les forces fluide qui se développent dans l’interface d’étanchéité et le débit de fuite sont déterminés dans ce cas.

Cet article s’intéresse aux régimes de lubrification s’établissant entre les surfaces d’une garniture mécanique lorsque celles-ci sont en mouvement relatif, ce qui est le mode de fonctionnement normal d’une étanchéité dynamique. Le régime de lubrification hydrodynamique correspondant au cas où les surfaces sont complètement séparées par un film fluide est d’abord étudié. La seconde partie s’intéresse au cas où le film fluide n’est pas d’épaisseur suffisante pour éviter le contact des aspérités. C’est le régime de lubrification mixte.

Dans certains cas, des approximations permettent d’établir des modèles théoriques ayant des solutions analytiques ou semi-analytiques que l’ingénieur de bureau d’études pourra mettre en œuvre. Dans cet article, ces approches ont été privilégiées, certains mécanismes sont mis en évidence, de nombreux exemples sont traités.

Cet article montre en outre que dans d’autres cas, les approximations précédentes conduisent à des résultats imprécis ou erronés. Une approche théorique plus approfondie est alors nécessaire avec la mise en œuvre de codes de calcul dédiés plus complexes. Les principes de base de ces études sont brièvement expliqués et leurs références bibliographiques sont citées.

Un tableau des notations utilisées est disponible à la fin de l’article (§ 5).

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KEYWORDS

lubrication   |   rotating sealing

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm5422


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FRENE (J.), NICOLAS (D.), DEGUEURCE (B.) et al -   Lubrification hydrodynamique – Paliers et butées.  -  Eyrolles, Collection de la Direction des Études et Recherches d’Électricité de France, ISSN 0399-4198 (1990).

  • (2) - BONNEAU (D.), FATU (A.), SOUCHET (D.) -   Paliers hydrodynamiques 1 : équations, modèles numériques isothermes et lubrification mixte – Traité RTA, série Méthodes numériques en mécanique.  -  Hermes (2011).

  • (3) - ETSION (I.) -   The accuracy of the narrow seal approximation in analyzing radial face seals.  -  ASLE Transactions, vol. 24, 2, p. 186-190, avr. 1980.

  • (4) - BHUSHAN (B.) -   Modern tribology handbook.  -  Chapter 2, Surface roughness analysis and measurement techniques., CRC Press, p. 1-71 (2001).

  • (5) - MATHIEU (H.J.), BERGMANN (E.), GRAS (R.) -   Analyse et technologie des surfaces. Couches minces et tribologie.  -  Presses polytechniques et universitaires romandes, ISBN 2-88074-454-7, 512 p. (2003).

  • ...

1 Événements

Workshop EDF-PPRIME, Poitiers Futuroscope, organisé par le Département GMSC de l’Institut P’ (UPR 3346, CNRS-Université de Poitiers-ENSMA) et par EDF R&&&&D http://edf-pprime-2014.sciencesconf.org

STLE Annual Meeting and Exhibition http://www.stle.org/events/annual/default.aspx?

Fluid Sealing Conference, BHRGroup http://www.bhrgroup.com

International Sealing Conference (ISC), Stuttgart http://www.sealing-conference.com

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)

Association française de mécanique (AFM) http://www.afm.asso.fr/

ARTEMA, Syndicat des industries mécanique, membre de la FIM http://www.artema-france.org

ESA, European Sealing Association ...

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