Garnitures mécaniques d’étanchéité - Comportement dynamique et thermique

Les articles [BM 5425] et [BM 5426] abordent la technologie des garnitures d’étanchéité, tandis que les articles [BM 5421] et [BM 5422] présentent plus particulièrement la théorie de la lubrification des faces de frottement en l’illustrant par des cas pratiques simples.

Le fonctionnement souhaitable d’une garniture d’étanchéité résulte de l’ajustement de la distance entre les faces de frottement, assurant un compromis entre une faible fuite et un faible frottement. Cela implique de contrôler les déplacements relatifs des anneaux et les déformations de leurs faces de frottement.

C’est pourquoi cet article est consacré, tout d’abord, à l’étude du comportement dynamique des anneaux de garniture afin d’évaluer les conditions d’un fonctionnement stable assurant un film interfacial d’épaisseur optimale. En effet, dans de nombreux domaines d’application, le comportement dynamique de garnitures pour liquides reste stable, on peut alors le modéliser plus facilement.

Ensuite, l’article aborde la dissipation thermique dans l’interface et les transferts thermiques par conduction et convection avec l’environnement via les anneaux solides. Une approche simplifiée conduisant à une solution semi-analytique est présentée. Elle est validée par un modèle numérique plus élaboré. Cela permet d’établir l’accroissement de température des faces de frottement et les variations de température au sein des anneaux. On peut en déduire la longueur thermique utile des anneaux et le débit de refroidissement nécessaire.

L’importance des aspects thermiques apparaît également dans l’article [BM 5428], y sont déterminées les déformations des faces engendrées par les gradients thermiques au sein des anneaux.

Un glossaire et une liste des symboles et indices utilisés sont présentés en fin d’article.