ड्राई रनिंग सील में ऊष्मा उत्पादन की गणना कैसे करें

मूलभूत समीकरण Q = μ × P × V × A आपको वाट में ऊष्मा उत्पादन देता है।

• घर्षण गुणांक (μ) आमतौर पर 0.05 से 0.3 तक होता है सूखी चलने वाली सीलकम मान का मतलब पीटीएफई या कार्बन ग्रेफाइट जैसी सामग्री है, जबकि उच्च मान खराब परिस्थितियों में कठोर सामग्री को इंगित करते हैं।
• संपर्क दबाव (P) इसे पास्कल या PSI में मापा जाता है। आप यह मान अपने सील निर्माता के विनिर्देशों से प्राप्त कर सकते हैं या संपर्क क्षेत्र को स्प्रिंग बल से विभाजित करके इसकी गणना कर सकते हैं।
• फिसलन वेग (V) बराबर है π × D × N / 60, जहाँ D मीटर में शाफ्ट का व्यास है और N RPM में घूर्णन गति है। ज़्यादा गति का मतलब हमेशा ज़्यादा ऊष्मा होता है।

चरण-दर-चरण गणना प्रक्रिया

अपनी सील के परिचालन मापदंडों को एकत्रित करके शुरुआत करें: शाफ्ट व्यास, घूर्णन गति, संपर्क दबाव, और सामग्री संयोजन।

पहले फिसलन वेग की गणना करें। 3,000 RPM पर 50 मिमी शाफ्ट के लिए, आपका वेग 3.14 × 0.05 × 3000 / 60 = 7.85 मीटर/सेकंड है।

सामग्री डेटा तालिकाओं से अपना घर्षण गुणांक निर्धारित करें। स्टेनलेस स्टील के विरुद्ध कार्बन का घर्षण गुणांक आमतौर पर 0.1 से 0.15 होता है।

सील संपर्क क्षेत्र को मापें या गणना करें। फेस सील के लिए, यह π × (R²outer – R²inner) है, जहाँ R सीलिंग सतहों की त्रिज्या है।

सभी मानों को एक साथ गुणा करें: Q = 0.12 × 100,000 Pa × 7.85 m/s × 0.0003 m² = 28.3 वाट.

ऊष्मा उत्पादन को तापमान वृद्धि में परिवर्तित करना

सिर्फ़ गर्मी पैदा होने से यह नहीं पता चलता कि आपकी सील बचेगी या नहीं। आपको वाट को वास्तविक तापमान वृद्धि में बदलना होगा।

तापमान वृद्धि का सूत्र ΔT = Q / (m × c × शीतलन कारक) है, जहां m सील द्रव्यमान है, c विशिष्ट ऊष्मा क्षमता है, और शीतलन कारक ऊष्मा अपव्यय के लिए जिम्मेदार है।

बिना ठंडा किए, एक विशिष्ट कार्बन सील 30 वाट बिजली पैदा करने पर तापमान में 50°C की वृद्धि हो सकती है। उचित शीतलन से यह 10-15°C तक गिर जाता है।

आम गलतियाँ से बचने के लिए

• शुष्क संचालन गणनाओं के लिए कभी भी गीले सील घर्षण मानों का उपयोग न करें। शुष्क घर्षण गुणांक आमतौर पर 5-10 गुना अधिक होते हैं।
• एकाधिक सीलिंग सतहों का ध्यान रखना न भूलें। टेंडेम सील प्रत्येक इंटरफ़ेस पर गर्मी उत्पन्न करें।
• हमेशा 1.5 से 2 का सुरक्षा कारक शामिल करें। वास्तविक दुनिया की स्थितियाँ शायद ही कभी आदर्श गणनाओं से मेल खाती हैं।
• तापमान माप सीलिंग इंटरफ़ेस पर लिया जाना चाहिए, हाउसिंग पर नहीं। वास्तविक सील वाला हिस्सा आसपास के घटकों की तुलना में बहुत अधिक गर्म होता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

शुष्क परिचालन सीलों के लिए सामान्य ताप उत्पादन सीमा क्या है?

ज़्यादातर ड्राई रनिंग सील 10 से 100 वाट तक ऊष्मा उत्पन्न करती हैं। कम गति वाले अनुप्रयोग 20 वाट से कम ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, जबकि उच्च गति वाले या उच्च दबाव सील बिना ठंडा किये 75 वाट से अधिक हो सकता है।

यदि घर्षण गुणांक उपलब्ध नहीं है तो मैं इसे कैसे मापूं?

ज्ञात स्थितियों में सील चलाएँ और टॉर्क मापें। τ = μ × F × r का उपयोग करके उलटी गणना करें, जहाँ τ टॉर्क है, F अभिलंब बल है, और r त्रिज्या है।

क्या मैं गैस सील के लिए भी यही फार्मूला इस्तेमाल कर सकता हूँ?

हाँ, मूल सूत्र गैस सील पर भी लागू होता है, लेकिन आपको अलग घर्षण गुणांक की आवश्यकता होगी। गैस सील का μ मान आमतौर पर 0.02 और 0.08 के बीच होता है।

क्या मुझे स्टार्टअप स्थितियों के लिए गर्मी की गणना करनी चाहिए?

हाँ, स्टार्टअप में रनिंग-इन से पहले ज़्यादा घर्षण के कारण सबसे ज़्यादा गर्मी पैदा होती है। अपनी स्टार्टअप गणनाओं के लिए 50% ज़्यादा घर्षण गुणांक का इस्तेमाल करें।