Impact d'une pollution des lubrifiants par de l'eau sur le fonctionnement des organes de guidage des machines tournantes

par Elias Harika

Thèse de doctorat en Génie mécanique, productique, transport

Sous la direction de Michel Fillon et de Jean Bouyer.

Soutenue en 2011

à Poitiers .


  • Résumé

    La littérature montre que la présence de l'eau dans les lubrifiants a de nombreux effets nocifs sur la lubrification. Parmi ces effets, la modification de la viscosité du lubrifiant s'avère la plus dangereuse pouvant aboutir à une défaillance complète du système de lubrification et/ou du composant. De plus, la littérature manque d'études précises qui décrivent la progression de la défaillance avec le temps écoulé après la contamination du circuit de lubrification par de l’eau. Ce travail présente une étude à court terme de l'effet de la contamination par de l’eau du lubrifiant d'une butée hydrodynamique à patins oscillants. La partie expérimentale montre que la présence de 10% d'eau en masse peut ne pas être nuisible à la lubrification. Ce résultat est conditionné par la structure du mélange huile/eau et par le régime de fonctionnement de la butée. Un travail théorique est également conduit dans le but de modéliser l'effet de ce type de contamination sur le comportement de la butée. Celui-ci se base sur l'approximation d'un fluide homogène à l'échelle du film lubrifiant. En effet, le mélange huile/eau est considéré comme une émulsion d'eau dans l'huile. Ainsi, une modélisation de la viscosité de cette émulsion en fonction de la concentration d'eau est réalisée dans une première étape. Cette modélisation a servi ensuite dans le développement d'une théorie de calcul des performances de butées à patins oscillants. Les résultats numériques et expérimentaux montrent les mêmes ordres de grandeur de la variation des caractéristiques des butées due à la présence de l'eau. Cette dernière s'avère ainsi non dangereuse sur la réponse statique de la butée étudiée à court terme.

  • Titre traduit

    Impact of a lubricant contamination with water on the behavior of guiding systems of rotating machinery


  • Résumé

    Lubricant contamination with water is well-known as detrimental for lubrication. It has been shown that the presence of water leads to the viscosity modification and subsequently to the lubrication failure. Nevertheless, the literature does not present any detailed study of the progression of the failure directly after the contamination of the lubricant circuit by the water. The present work aims to study the effect of water contamination on the behavior of a hydrodynamic tilting-pad thrust bearing. The experimental work shows that a contamination rate of 10% by mass is not necessarily dangerous. This result is true only for some exceptional oil/water mixture structure and operating conditions. A theoretical study is also presented in order to model the effect of the contamination on the bearing performance over the studied conditions. The main assumption is to consider a homogeneous emulsion with a droplet size relatively small compared to the lubricant film. Thus, a viscosity modeling is presented according to the water rate and temperature. This viscosity model is then used to accomplish the lubrication modeling. Numerical simulations of a tilting-pad thrust bearing lubricated with water-in-oil emulsion are then presented. The relative effect of the presence of water on the studied characteristics of the thrust bearing has the same magnitude numerically and experimentally. Thus, at short term, the presence of water is not detrimental on lubrication as it could have been expected.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 75 réf.

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