Sprawozdanie

z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu:

Współczesne Materiały Inżynierskie

Temat ćwiczenia

Pomiar ciśnienia krytycznego i oporów ruchu uszczelnienia z cieczą magnetyczną

Prowadzący:

Dr inż. Zbigniew Szydło

Wykonali

Wojciech Darowski

Krystian Dyczkowski

Gr: P1

1. Stanowisko badawcze

1.1. Budowa pomiarowego węzła uszczelniającego.

Badany układ uszczelnienia złożony jest z dwóch przylegających biegunów w postaci magnesy stałego. Pomiędzy wałem a biegunami magnesu znajduję się wypełniona cieczą magnetyczną szczelina. Powietrze pod ciśnieniem poprzez krócieć i kanał doprowadzenia (11) trafia do komory sprężonego powietrza (12). Przylegająca do komory pokrywa (7) pełni rolę izolatora od wpływu czynników zewnętrznych. Tuleja z występami uszczelniającymi (1) montowana jest na wale (10). Nabiegunniki (2) znajdują się przed i za magnesem trwałym (3). Dozowanie cieczy magnetycznej możliwe jest po demontażu głowicy (5), używa się do tego specjalnej strzykawki.

Rys.1. Budowa głowicy badawczej do pomiaru parametrów ruchowych uszczelnienia z cieczą magnetyczną.

2. Układ pomiarowy stanowiska i metodyka przeprowadzania pomiarów

Poprzez falownik regulujemy prędkość obrotową silnika elektrycznego dzięki czemu nadajemy odpowiednią prędkość obrotową wału. Dzięki umieszczonej w odpowiednim miejscu termoparze możemy zmierzyć temperaturę. Opór uszczelnienia badamy dzięki tensometrowi, na który oddziałuje dźwignia. Wszystkie pomiary zostały przesłane do przetwornika a następnie do komputera, gdzie zostały zapisane.

1. Pomiary

Badana ciecz magnetyczna:

W badaniach wykorzystano nanociecz magnetyczną o oznaczeniu C2-40M.

Producent cieczy: SDTB „Polyus”, Iwanowo, Rosja, rok prod.: 1999

Parametry badanej cieczy:

- wygląd: jednorodny nieprzezroczysty płyn o bardzo ciemnej barwie,

- magnetyzacja nasycenia: 39,1±1,5kA/m w statycznym polu magnetycznym o

natężeniu 900kA/m,

- gęstość: 1,414 g/ml @293K,

- lepkość dynamiczna: 0,520±0,010 Pa⋅s w zakresie prędkości ścinania 270÷4860 1/s, @293K,

- zastosowanie: do uszczelniania gazów nieagresywnych i do pracy w warunkach próżni.

Parametry badań i pomiary przeprowadzone przez zespół pomiarowy P1 :

Przeprowadzono pomiar ciśnienia krytycznego i oporów ruchu uszczelnienia z nanocieczą magnetyczną o oznaczeniu C2-40M, dla następujących parametrów geometryczno-ruchowych:

prędkość obrotowa wału: n = 10 [obr/s] (13.1), 70 [obr/s] (15.1) ,

wielkość szczeliny: δ = 0.3 [mm]

liczba występów uszczelniających: z =2 , ilość cieczy na jeden występ: q = 200 µl

4. Wyniki badań

Wyniki badań opracowano z uwzględnieniem pomiarów przeprowadzonych przez wszystkie zespoły.

Zbiorcze wyniki pomiarów przeprowadzonych przez 14 zespołów pomiarowych zestawiono w tablicach.

Tabl.1 Wyniki pomiarów w badaniu uszczelnienia z nanocieczą magnetyczną C2-40M. Liczba występów uszczelniajacych: z = 2; ilość ferrocieczy na jeden występ: q = 100µl.

Pomiar	Grupa	Nanociecz magnetyczna C2-40M
		Wielkosci nominalne
		Grubość szczeliny, mm
1.1		0,1
1.2
1.3
war.śr.1
2.1
2.2
2.3
war.śr.2
3.1
3.2
3.3
war.śr.3
4.1
4.2
4.3
war.śr.4
5.1		0,2
5.2
5.3
war.śr.5
6.1
6.2
6.3
war.śr.6
7.1
7.2
7.3
war.śr.7
8.1
8.2
8.3
war.śr.8
9.1		0,3
9.2
9.3
war.śr.9
10.1
10.2
10.3
war.śr.10
11.1
11.2
11.3
war.śr.11
12.1
12.2
12.3
war.śr.12

s

Tabl.2 Wyniki pomiarów uszczelnienia z nanocieczą magnetyczną C2-40M. Liczba występów uszczelniajacych: z = 2; ilość ferrocieczy na jeden występ: q = 200µl.

Pomiar	Grupa	Nanociecz magnetyczna C2-40M
		Wielkosci nominalne
		Grubość szczeliny, mm
13.1		0,3
13.2
13.3
war.śr.13
14.1
14.2
14.3
war.śr.14
15.1
15.2
15.3
war.śr.15
16.1
16.2
16.3
war.śr.16

Tabl.3 Wyniki pomiarów uszczelnienia z nanocieczą magnetyczną C2-40M. Liczba występów uszczelniajacych: z = 2; ilość ferrocieczy na jeden występ: q = 300µl.

Pomiar	Grupa	Nanociecz magnetyczna C2-40M
		Wielkosci nominalne
		Grubość szczeliny, mm
17.1		0,3
17.2
17.3
war.śr.17
18.1
18.2
18.3
war.śr.18
19.1
19.2
19.3
war.śr.19
20.1
20.2
20.3
war.śr.20

5. Opracowanie wyników

6. Wnioski

- Podczas wzrostu grubości szczeliny możemy zaobserwować spadek siły potrzebnej do rozszczelnienia (moment oporu uszczelniania)

- Układ rozszczelnienia się przy mniejszej wartości ciśnienia

- Początkową poprawę cisnienia krytycznego, w dalszej częsci badania nie ma już znaczącego wpływu

- Poprzez zwiększenie ilości cieczy magnetycznej wzrasta moment oporu

- Wzrost prędkości obrotowej powodje wzrost momentu oporu uszczelnienia i nieznaczny spadek ciśnienia krytycznego