| 研究概要 |
本研究は運転時間に伴う多孔質軸受内部の含油率の減損を理論的に予測できる解析モデルを構築することを目的として行った.
解析対象として,多孔質ジャーナル軸受を用いた.その際軸受すきま内の流れは液体と気体の界面(気液界面)の移動境界問題として取り扱い,多孔質体内部の流れは液体と気体の二相流れとして取り扱った.また,多孔質内部の液体と気体の両方が存在する領城(不飽和領域)では毛管圧力の作用および透過率の局所的な変化(相対透過率:液体の飽和度の関数)を考慮に入れた.なお,軸受すきま内の気液界面の表面張力は軸受内部の毛管圧力に比べて小さいとして無視した.
以上のことを踏まえ,運転中に油を補給しないという一般的な条件下,含油率の時間的変化を数値計算により求めた,その結果,以下の点が明らかになった.
(1)多孔質軸受内部の含油率の低下は運転開始直後が最も大きい.含油率はその後緩やかに低下し,時間の経過とともにある一定の値に近づく傾向を示した.この解析結果は従来の実験結果と定性的に一致した.
(2)多孔質軸受内部の油の減損は軸受すきま内に発生する油膜圧力によって生じる.一方,毛管圧力は多孔質軸受内部に油を保持しようとする働きがあるため,油の減損を低下させる.
(3)長時間にわたって軸受内部から軸受すきま内に油が流出するためには,軸受すきま内の気液界面の表面張力も考慮に入れた解析が必要である.
(4)(3)に基づき,軸受すきま内の気液界面の表面張力の影響を調べるため,スライダー軸受(非多孔質)を用いて,運転時間と軸受すきま内の液体の飽和度(気液界面の移動)の関係を数値計算により求めた.その結果,表面張力によりすきま内に液体が保持されやすくなり,すきま内から液体が流出するために要する時間は表張力を考慮しない場合より増加することが明らかになった.
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