Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant

Nowadays, lubrication is a rapidly growing practice among a significant number of industrial sectors owning to the fact that by applying substances known as lubricants in various machinery, it contributes to the reduction of the friction and wear that is developed during their operation. Specificall...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Συκιώτης, Αντώνιος
Άλλοι συγγραφείς: Sykiotis, Antonios
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/25449
id nemertes-10889-25449
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Journal bearing
Lubrication
Nanoparticles
Finite difference method
Static analysis
Thermal analysis
Έδρανο ολίσθησης
Λίπανση
Νανοσωματίδια
Μέθοδος πεπερασμένων διαφορών
Στατική ανάλυση
Θερμική ανάλυση
spellingShingle Journal bearing
Lubrication
Nanoparticles
Finite difference method
Static analysis
Thermal analysis
Έδρανο ολίσθησης
Λίπανση
Νανοσωματίδια
Μέθοδος πεπερασμένων διαφορών
Στατική ανάλυση
Θερμική ανάλυση
Συκιώτης, Αντώνιος
Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
description Nowadays, lubrication is a rapidly growing practice among a significant number of industrial sectors owning to the fact that by applying substances known as lubricants in various machinery, it contributes to the reduction of the friction and wear that is developed during their operation. Specifically, friction and wear degrade the mechanical and functional properties of machinery causing their failure as well as generate heat energy which results in energy losses. One type of machine element whose functionality, capability and lifespan are greatly dependent on its lubrication is the journal bearing. Journal bearings are widely incorporated into a significant number of industrial equipment in order to prevent and reduce friction and wear between the contact surfaces of two relatively rotating components of the equipment. Throughout the duration of its operation, shearing stresses are developed and heat is generated which is transferred to the lubricant and hence the lubricant temperature increases and tribological properties such as its viscosity are modified leading to an overall degradation of it. Therefore, it is evident that the type of the applied lubricant as well as the lubrication conditions in which the journal bearing operates are crucial factors that have to be investigated and reviewed. It also has to be considered that among the diverse types of applied lubricants, the ones which contain a certain concentration of nanoparticles and are known as nanolubricants represent a major scientific interest in our days. The purpose of this study is to represent the lubrication properties and mechanisms of nanolubricants and to examine various research that have proposed methodologies to conduct statical and thermal analysis on a journal bearing in order to formulate and write a programming code where this analysis can be performed. This analysis is performed both for an analytical model as well as a numerical-based model, in each of which, a conventional lubricant and a nanolubricant are applied correspondingly with the aim of evaluating the variation of certain variables as well as validating the beneficial use of nanolubricants. The program is written in two separate files for each model type using the Matlab software, where the results are represented by value matrices and depicted by figures.
author2 Sykiotis, Antonios
author_facet Sykiotis, Antonios
Συκιώτης, Αντώνιος
author Συκιώτης, Αντώνιος
author_sort Συκιώτης, Αντώνιος
title Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
title_short Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
title_full Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
title_fullStr Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
title_full_unstemmed Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
title_sort tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/25449
work_keys_str_mv AT sykiōtēsantōnios tribologyofjournalbearingsundertheinfluenceofthetemperaturefieldandthekinematicsofnanoadditivesinthelubricant
AT sykiōtēsantōnios tribologiaedranōnolisthēsēsypotēnepidrasēthermokrasiakoupedioukaitēskinēmatikēstōnnanoprosthetōnmelipantiko
_version_ 1771297293582991360
spelling nemertes-10889-254492023-07-08T03:58:49Z Tribology of journal bearings under the influence of the temperature field and the kinematics of nano-additives in the lubricant Τριβολογία εδράνων ολίσθησης υπό την επίδραση θερμοκρασιακού πεδίου και της κινηματικής των νανοπροσθέτων με λιπαντικό Συκιώτης, Αντώνιος Sykiotis, Antonios Journal bearing Lubrication Nanoparticles Finite difference method Static analysis Thermal analysis Έδρανο ολίσθησης Λίπανση Νανοσωματίδια Μέθοδος πεπερασμένων διαφορών Στατική ανάλυση Θερμική ανάλυση Nowadays, lubrication is a rapidly growing practice among a significant number of industrial sectors owning to the fact that by applying substances known as lubricants in various machinery, it contributes to the reduction of the friction and wear that is developed during their operation. Specifically, friction and wear degrade the mechanical and functional properties of machinery causing their failure as well as generate heat energy which results in energy losses. One type of machine element whose functionality, capability and lifespan are greatly dependent on its lubrication is the journal bearing. Journal bearings are widely incorporated into a significant number of industrial equipment in order to prevent and reduce friction and wear between the contact surfaces of two relatively rotating components of the equipment. Throughout the duration of its operation, shearing stresses are developed and heat is generated which is transferred to the lubricant and hence the lubricant temperature increases and tribological properties such as its viscosity are modified leading to an overall degradation of it. Therefore, it is evident that the type of the applied lubricant as well as the lubrication conditions in which the journal bearing operates are crucial factors that have to be investigated and reviewed. It also has to be considered that among the diverse types of applied lubricants, the ones which contain a certain concentration of nanoparticles and are known as nanolubricants represent a major scientific interest in our days. The purpose of this study is to represent the lubrication properties and mechanisms of nanolubricants and to examine various research that have proposed methodologies to conduct statical and thermal analysis on a journal bearing in order to formulate and write a programming code where this analysis can be performed. This analysis is performed both for an analytical model as well as a numerical-based model, in each of which, a conventional lubricant and a nanolubricant are applied correspondingly with the aim of evaluating the variation of certain variables as well as validating the beneficial use of nanolubricants. The program is written in two separate files for each model type using the Matlab software, where the results are represented by value matrices and depicted by figures. Στις μέρες μας, η λίπανση αποτελεί μια ταχέως αναπτυσσόμενη διαδικασία μεταξύ ενός σημαντικού αριθμού βιομηχανικών τομέων, λόγω του γεγονότος ότι εφαρμόζοντας ουσίες γνωστές ως λιπαντικά σε ποικίλα μηχανήματα, συμβάλλει στη μείωση της τριβής και της φθοράς που αναπτύσσεται κατά τη λειτουργία τους. Ειδικότερα, η τριβή και η φθορά υποβαθμίζουν τις μηχανικές και λειτουργικές ιδιότητες των μηχανημάτων προκαλώντας την αστοχία τους, καθώς και την παραγωγή ενέργειας υπό μορφή θερμότητας, η οποία οδηγεί σε απώλειες ενέργειας. Ένας τύπος στοιχείου μηχανής του οποίου η λειτουργικότητα, η ικανότητα και η διάρκεια ζωής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη λίπανσή του είναι το έδρανο ολίσθησης. Τα έδρανα ολίσθησης ενσωματώνονται ευρέως σε σημαντικό αριθμό βιομηχανικού εξοπλισμού προκειμένου να αποτρέψουν και να μειώσουν την τριβή και τη φθορά μεταξύ των επιφανειών επαφής δύο σχετικά περιστρεφόμενων στοιχείων του εξοπλισμού. Καθ' όλη τη διάρκεια της λειτουργίας του, αναπτύσσονται διατμητικές τάσεις και παράγεται θερμότητα η οποία μεταφέρεται στο λιπαντικό και ως εκ τούτου αυξάνεται η θερμοκρασία του λιπαντικού και τροποποιούνται οι τριβολογικές ιδιότητες, όπως το ιξώδες του, με αποτέλεσμα τη συνολική υποβάθμισή του. Επομένως, είναι προφανές ότι ο τύπος του εφαρμοζόμενου λιπαντικού καθώς και η περιοχή λίπανσης στην οποία λειτουργεί το έδρανο ολίσθησης είναι κρίσιμοι παράγοντες που πρέπει να διερευνηθούν και να επανεξεταστούν. Πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι, μεταξύ των διαφόρων τύπων των εφαρμοζόμενων λιπαντικών, αυτά που περιέχουν μια ορισμένη συγκέντρωση νανοσωματιδίων και είναι γνωστά ως νανολιπαντικά, παρουσιάζουν σημαντικό ερευνητικό ενδιαφέρον στις μέρες μας. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να παρουσιάσει τις ιδιότητες και τους μηχανισμούς λίπανσης των νανολιπαντικών και να εξετάσει τις διάφορες έρευνες που έχουν προτείνει μεθοδολογίες για τη διεξαγωγή στατικής και θερμικής ανάλυσης σε ένα έδρανο ολίσθησης, προκειμένου να διαμορφωθεί και να συνταχθεί ένας προγραμματιστικός κώδικας όπου η ανάλυση αυτή μπορεί να διεξαχθεί. Η ανάλυση αυτή διεξάγεται τόσο για ένα αναλυτικό μοντέλο όσο και ένα αριθμητικό μοντέλο, σε καθένα από τα οποία εφαρμόζεται ένα συμβατικό λιπαντικό και ένα λιπαντικό που περιέχει νανοσωματίδια με σκοπό να αξιολογηθεί η μεταβολή ορισμένων μεγεθών καθώς και να επικυρωθεί η ευεργετική χρήση των νανολιπαντικών. Το πρόγραμμα είναι γραμμένο σε δύο ξεχωριστά αρχεία για κάθε τύπο μοντέλου με τη χρήση του λογισμικού Matlab, όπου τα αποτελέσματα αναπαρίστανται με πίνακες τιμών και απεικονίζονται με σχήματα. 2023-07-07T18:49:56Z 2023-07-07T18:49:56Z 2023-07-07 https://hdl.handle.net/10889/25449 en application/pdf