Academic literature on the topic 'Enceinte à huile'

La tendance actuelle vers des moteurs d'avion plus puissants et plus économes en carburant crée le besoin de roulements capables de transférer des charges mécaniques plus élevées entre les composants rotatifs et fixes de la machine, à des températures extrêmes et à des régimes moteur plus élevés. Les roulements nécessitent d'être lubrifié en permanence avec une huile spécialisée afin de réduire les frottements, de dissiper la chaleur, d'éloigner les minuscules débris et ainsi d'assurer l'intégrité mécanique du moteur.Les débits massiques d'huile qui en résultent au sein du moteur sont importants et le lubrifiant doit donc être recyclé en permanence via un système de recirculation d'huile. En conséquence, les roulements sont enfermés dans des enceintes, constitués de joints étanchéités et des roulements eux-mêmes. Les enceintes à huile sont essentiellement des chambres étanches adjacentes aux roulements, ou parfois les enfermant, dans lesquelles l'huile éjectée est canalisée après la lubrification. Ils sont généralement scellés avec de l'air sous pression du côté opposé, qui passe à travers un joint labyrinthe afin d'empêcher tout écoulement sortant. En règle générale, une ouverture d'orifice de ventilation est incluse sur le dessus pour permettre à l'air de s'échapper, et une ouverture d'orifice de récupération est située près du bas pour ramener l'huile vers les pompes de récupération d'huile vers le réservoir.À l'intérieur de l'enceinte, l'huile et l'air forment un écoulement complexe à deux phases, dans lequel les effets centrifuges, le cisaillement aérodynamique et les forces de gravité provoquent la dispersion de la majorité de l'huile dans l' enceinte huile et s'accumulent sous forme de film dans les parois extérieures. Un transfert de chaleur de ces parois vers l'huile pré-refroidie à lieu, lui conférant ainsi une fonction secondaire importante : absorber une partie de la chaleur et donc refroidir l'enceinte. Il est cependant important que l'huile des roulements soit collectée et renvoyée au réservoir avant d'atteindre des températures trop élevées, afin d'éviter la cokéfaction ou, pire encore, l'inflammation, qui pourrait déclencher un incendie dans l'enceinte. La physique complexe des écoulements diphasiques conduit à un problème d'optimisation qui ne peut être résolu que via des simulations numériques.À ce jour, une quantité considérable d’incertitude demeure quant à la pratique de modélisation informatique la plus optimale pour une simulation précise, fiable et rentable des chambres de roulements dans différentes conditions de fonctionnement. L'objectif de cette thèse est donc de tester plusieurs approches de modélisation numérique pour la simulation d'un banc d'essai simplifié de enceinte, ici nommé ELUBSYS, pour lequel certaines mesures expérimentales sont disponibles et peuvent être utilisées pour fournir des moyens de validation desdites approches. Il s’agit, à savoir, d’une approche interfaciale multi-fluide à interface diffuse, d’une approche simplifiée Eulerian Integral Thin Film (EITF), d’une approche à phase dispersée Lagrangienne (Disperse Particles Model, DPM) et, enfin, d’une approche couplée EITF-DPM. Au cours de toutes ces investigations, de nouvelles connaissances ont été acquises sur les caractéristiques de l'écoulement, les paramètres d'influence et les performances globales, par rapport aux données expérimentales pour deux configurations de chambres de roulements sous une variété de débits massiques d'huile et de vitesses de rotation de l'arbre.La méthodologie couplée EITF-DPM s'est avérée obtenir une bonne précision pour les mesures de distribution d'épaisseur de film pour un coût contenu et pour une variété de régimes de fonctionnement
The current trend towards more powerful and fuel-efficient aircraft engines produces the need for bearings, capable of transferring higher mechanical loads between rotating and stationary machine components, at extreme temperatures and higher engine speeds. The bearings demand lubrication oil at all times in order to reduce friction, dissipate heat, drive tiny debris away and therefore ensure the mechanical integrity of the engine.The resulting oil mass flow rates within the engine are significant and thus the lubricant must be continuously recycled via an oil recirculation system. As a result, the bearings are encompassed within oil sumps, consisting of chambers, seals and the bearings themselves. The bearing chambers are essentially sealed chambers adjacent to, or sometimes enclosing the bearings, whereby the ejected oil is channeled into after lubrication. They are typically sealed with pressurised air on the opposite side, which is passed through a labyrinth seal in order to provide flow obstruction. Typically, a vent port opening is included on the top for the air to escape, and a scavenge port opening is located near the bottom to lead the oil to the oil scavenge pumps back to the reservoir.While still contained within the bearing chamber, the oil and the air form a complex two-phase flow, whereby centrifugal effects, aerodynamic shear and gravity forces cause the majority of the oil to disperse within the bearing chamber and accumulate as film on its outer stationary walls. Heat transfer from these walls to the pre-cooled oil takes place, therefore giving it an important secondary function - to absorb some of the heat and therefore cool the bearing chamber enclosure. It is important, however, that the oil from the bearings is collected and returned to the reservoir before reaching temperatures that are too high, in order to avoid coking or even worse - ignition, that can start a fire within the bearing chamber. The complex two-phase flow physics lead to an optimisation problem which can only be tackled via numerical simulations.To date, a considerable amount of uncertainty remains concerning the most optimal computational modelling practice for the accurate, reliable and cost-efficient simulation of bearing chambers across different operating conditions. The objective of this thesis, is therefore to test several computational modelling approaches for the simulation of a simplified bearing chamber test rig, hereby named ELUBSYS, for which some experimental measurements are available that can be used to provide means of validation of the said approaches. These are, namely, an interfacial multi-fluid diffuse-interface approach, an Eulerian Integral Thin Film (EITF) approach, a two-way coupled Discrete Parcel Method approach, and, lastly, an EITF-DPM coupled approach. During all of these investigations, new knowledge has been gained for the flow field characteristics, influencing parameters and overall predictory performance, as compared to the experimental data for two bearing chamber configurations under a variety of oil mass flow rates and shaft rotational speeds.The cost-efficient coupled EITF-DPM methodology proposed within this thesis was found to obtain good accuracy for the film thickness distribution measurements for a variety of operating conditions

Dans un turboreacteur, les arbres de transmission sont supportes et guides par des organes mecaniques appeles paliers (generalement a roulements) qui sont loges dans des enceintes-palier. Celles-ci sont le siege d'un ecoulement diphasique air/huile complexe dont on cherche a determiner les caracteristiques hydrauliques et thermiques. Une etude experimentale a ete menee a snecma sur une machine d'essais similaire a l'enceinte-palier avant d'un turboreacteur. Les dispositifs de mesure employes ont permis de quantifier des epaisseurs et vitesses du film d'huile ruisselant sur la paroi interne de l'enceinte. Un second dispositif experimental permet de dissocier l'influence des parametres d'essais et d'isoler les differents elements qui induisent les ecoulements fluides et participent aux echanges de chaleur. La visualisation des ecoulements d'air et d'huile a offert un bon descriptif de leurs comportements qui conditionnent le ruissellement de l'huile en paroi. Une methode de mesure optique par transmission a ete developpee pour determiner les epaisseurs du film d'huile en paroi. Les mesures sont realisees par un spectrophotometre ftir, et les valeurs calculees des epaisseurs de film d'huile varient entre 0 et 500 m a 20 m. La modelisation numerique bidimensionnelle du ruissellement parietal de l'huile est une simulation d'un ecoulement type couche limite. Ce modele reproduit le comportement de l'huile observe lors des etudes experimentales et permet, outre le calcul des champs de vitesses et de temperatures dans le film d'huile, celui des flux de chaleur a la paroi.