Garnitures mécaniques d’étanchéité - Cas des fluides compressibles et diphasiques

1 - Constitution et principe de fonctionnement d’une garniture mécanique d’étanchéité

2 - Écoulement des fluides compressibles

• 2.1 - Diagramme de phase
  Figure 3 - Diagramme de phase pression – Température d’un fluide et transformations considérées dans cet article
• 2.2 - Analyse dimensionnelle
  Figure 4 - Configuration géométrique idéale de l’interface rotor–stator Figure 5 - Régimes d’écoulement en fonction de la pression Tableau 1
• 2.3 - Écoulement d’un gaz à basse pression
  Figure 6 - Force fluide entre deux disques parallèles
• 2.4 - Écoulement d’un gaz à haute pression
• 2.5 - Écoulement diphasique
  Figure 7 - Puissance nécessaire pour vaporiser de l’eau s’écoulant à un débit massique donné Figure 8 - Diagramme de phase pression – Température d’un fluide et transformations diphasiques considérées dans cet article

3 - Étanchéité des gaz à basse pression

• 3.1 - Configuration des garnitures mécaniques pour gaz
  Figure 9 - Exemples de rotor de garnitures mécaniques d’étanchéité pour gaz dont la surface est rainurée Figure 10 - Configuration géométrique d’un rotor rainuré Tableau 2
• 3.2 - Exemple de résultats
  Figure 11 - Influence de la vitesse de rotation sur le champ de pression dans l’interface due garniture mécanique à rainure spirale
• 3.3 - Comportement des garnitures mécaniques basse pression
  Figure 12 - Épaisseur sans dimension du film de gaz en fonction du paramètre de service Figure 13 - Débit sans dimension de gaz en fonction du paramètre de service Figure 14 - Frottement en fonction du paramètre de service Tableau 3

4 - Étanchéité des gaz à haute pression

• 4.1 - Blocage sonique
  Figure 15 - Débit traversant une garniture mécanique haute pression en fonction du rapport des pressions aux frontières [10]
• 4.2 - Configuration des garnitures mécaniques haute pression
  Figure 16 - Conditions aux limites du problème d’écoulement à haute pression Tableau 4
• 4.3 - Comportement des garnitures mécaniques haute pression
  Figure 17 - Force fluide entre deux disques parallèles à haute pression Figure 18 - Débit adimensionné en fonction du nombre de Reynolds et du rapport des rayons Figure 19 - Pression de sortie en fonction du nombre de Reynolds et du rapport des rayons Figure 20 - Température de sortie en fonction du nombre de Peclet Tableau 5

5 - Étanchéité d’un fluide diphasique

• 5.1 - Influence du changement de phase sur le champ de pression
  Figure 21 - Force fluide entre deux disques parallèles à haute pression Tableau 6
• 5.2 - Configuration de la garniture étudiée
  Figure 22 - Configuration de la garniture étudiée en écoulement diphasique Tableau 7
• 5.3 - Exemple de résultats
  Figure 23 - Évolution de la composition du fluide à l’interface en fonction du temps pour B = 0,8 [8]
• 5.4 - Comportement des garnitures mécaniques en régime diphasique
  Figure 24 - Comportement de la garniture en fonction du coefficient d’équilibrage et de la température d’eau [8]

6 - Conclusion

7 - Glossaire

8 - Symboles