Darbo apimtis 42 puslapiai, jame yra 15 paveikslų ir 2 lentelės. Literatūros sąraše 31 šaltiniai(iš jų 11 rusų kalba). Darbo pradžia 2009.09.01 pabaiga 2011.05. Šio darbo tikslas – nustatyti debito koeficiento kitimą išilgai pagrindinio ortakio, priklausomai nuo šoninių ortakių aerodinaminio pasipriešinimo ir tiekiamo oro srauto. Ekspermentinio stendo pagalba nustatyti faktinis oro pasiskirstymas išilgai pagrindinio ortakio. Matematinio modulio pagalba apskaičiuotas teorinis oro pasiskirstymas, kai oras išteka į šoninius ortakius veikiamas statinio slėgio. Išanalizavus rezultatus nustatytas debito koeficiento kitimas išilgai skirstomojo ortakio ir jį įtakojantys veiksniai. / The volume of work contains 42 pages, 15 pictures and 2 tables. In the literature list 31 are sources (of them 11 are russian). The beginning of work – 2009.09.01 and the end – 2011.05. The aim of this paper is to define the variation of yield coefficient along the main channel, depending on the aerodynamic resistance of lateral duct and the flow of the supplied air. With the help of the experimental stand, to define real dissemination of air along the main channel. With the help of the mathematic module, to calculate theoretical dissemination of air, when it flows to lateral duct affected by static pressure. After the analysis of the results, the variation of yield coefficient along the main channel and the influencing factors were defined.

The study site, Ta-pon Bay, is located in southwestern Taiwan that has the total volume of 9.92 x 106 m3, surface area of 4.46 x 106 m2, and an average depth of 2.19 m. The Ta-pon Bay is a shallow and semi-enclosed lagoon. The tidal regime at the Ta-pon Bay inlet is mixed, with diurnal dominance. There is noticeable amount of land-derived freshwater inflow in Ta-pon Bay and the mixing between the sea water and freshwater is largely determined by the tide. In order to understand the tidal exchange process between Ta-pon Bay and the coastal sea, the observation focused on the physiographic and hydrographic characteristics of this lagoon. The bathymetry of the study area was also surveyed. From the spatial sediment grain-size distribution pattern, the high energy region is at the inlet and the low energy region is in the interior of the lagoon. Our observation results indicate that freshwater outflow from the Kao-ping River was not transported into Ta-pon Bay. Tides are also the dominant cause for the water level fluctuations in the lagoon. In our winter observation, the local wind effects and atmospheric forcing dominated the subtidal sea surface fluctuations. In summer observation, the subtidal variability was strongly influenced by freshwater inflow. In Ta-pon Bay, the spatial salinity distribution was controlled by the flood and ebb tides, and the spatial temperature distribution was controlled by the different seasons. The tidal prism model can help us understand the tidal exchange between a shallow coastal lagoon and the open sea, and estimate the volume of freshwater inflow, return flow factor, and the turn-over time. Furthermore, we used a one-dimensional model to simulate the hydrodynamics of tidal inlet. The model results show good agreement with observations. We found that the superelevation of the lagoon was 20 cm. This mean sea level difference was caused by freshwater inflow and accumulation of lagoonward tidal transport of water.

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Náplní této disertační práce je popis komplexní a obecně použitelné strategie výpočetního modelování chování kluzných ložisek, pracujících v režimu smíšeného mazání a uvažujících reálné struktury drsných povrchů obou členů kluzných ložisek – ložiskových pánví a ložiskových čepů. V práci jsou uvedeny a detailně popsány způsoby získání charakteristických popisných dat těchto drsných povrchů a její nedílnou součástí je i popis numerických algoritmů, sloužících k následnému zpracování těchto dat. Dále jsou zde rozebrány implementované výpočetní přístupy k modelování kontaktního tlaku. Ovlivnění hydrodynamické mazací vrstvy kluzných ložisek je dáno velikostí a průběhem faktorů toku, jejichž numerické stanovování je zde detailně popsáno. Alternativní stanovení faktorů toku pomocí analytických funkcí je zde pro úplnost rovněž obsaženo. V závěru práce je uveden popis numerického řešiče modelování chování kluzných ložisek spolu s uvedenými výsledky provedených simulací a jejich diskuzí. Ověření jednotlivých výpočetních modelů, popřípadě porovnání výsledků s výsledky získanými alternativním způsobem, je uvedeno v příslušných kapitolách.

Dichtungen spielen für die Funktion von Maschinen eine zentrale Rolle. Sie verhindern den Austritt von Schmierstoff aus dem Innenraum in die Umgebung und das Eindringen von Schmutz von Außen. Neben einer möglichst guten Abdichtung ist jedoch auch die durch die Dichtung auftretende Reibung von immer größerer Bedeutung für die Funktionalität von Maschinen und Anlagen. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, welche wesentlichen Einflussfaktoren das Reibmoment, bzw. den Reibwert von Radialwellendichtungen, beeinflussen. Experimentelle Untersuchungen erfolgen dafür an einem speziell entwickelten Versuchstand. Dabei wird ersichtlich, dass die Umfangsgeschwindigkeit, die Schmierstoffviskosität und die Temperatur im Dichtkontakt die wesentlichsten Einflussfaktoren bei einer festen Kombination aus Dichtung und Gegenlaufläche darstellen. Im Vergleich zwischen verschiedenen Dichtungen spielt zudem die Radialkraft der Dichtung eine entscheidende Rolle. Des weiteren wird ein komplexes Modell entwickelt, welches die Effekte im tribologischen Kontakt beschreibt und so das Reibmoment der Dichtung berechenbar macht. Berücksichtigt werden dabei sowohl die durch Oberflächenstrukturen beeinflusste Fluidreibung im Schmierspalt, als auch die Hysteresereibung im Dichtungsmaterial und die Temperatur im Dichtkontakt. Durch die Kopplung der Einzelmodelle wird zudem die gegenseitige Beeinflussung berücksichtigt. Die Simulationsergebnisse ermöglichen einen tiefen Einblick in das Zusammenwirken der Phänomene im Dichtkontakt. Das Modell erlaubt die Berechnung des Reibwertes der Dichtung anhand der Betriebsbedingungen. Der Vergleich zwischen numerischen und experimentellen Ergebnissen zeigt eine sehr gute Übereinstimmung. Ein weiteres, vereinfachtes Modell auf Basis der Gümbelzahl ermöglicht die direkte und extrem schnelle Berechnung des Reibwertes der Dichtung. Das reduzierte Modell kann hierbei sowohl von experimentellen als auch numerischen Ergebnissen parametriert werden.:1 Einleitung und Ziel der Arbeit 1 2 Stand des Wissens 3 2.1 Dynamische Dichtungen 3 2.2 Tribologie des Dichtkontaktes 4 2.2.1 Mechanismen im tribologischen Kontakt 5 2.2.2 Einflüsse auf die Dichtwirkung 6 2.2.3 Schmierfilmhypothesen 7 2.2.4 Stribeck-Kurve und Gümbelzahl 8 2.3 Materialeigenschaften von Elastomeren 9 2.4 Schmierstoffeigenschaften 11 2.5 Modelle zur Beschreibung von Dichtungsreibung 13 2.5.1 Modellierung der Hysteresereibung 14 2.5.2 Modellierung der Fluidreibung 16 2.5.3 Modellierung des Dichtungskontaktes 19 2.5.4 Modellierung der Temperatur im Dichtkontakt 20 3 Experimentelle Untersuchungen 21 3.1 Radialkraft 21 3.2 Kontaktbreite 23 3.3 Reibwertkennlinien 24 3.3.1 Radial-Dichtungsprüfstand 24 3.3.2 Ermittlung von Reibwertkennlinien unter stationären Randbedingungen 25 3.3.3 Ermittlung von Reibwertkennlinien unter instationären Randbedingungen 31 3.4 Elastomereigenschaften 34 3.4.1 Zugversuch 34 3.4.2 Dynamisch-Mechanisch-Thermische Analyse 34 4 Simulationen 37 4.1 FE-Modelle und Parametrierung 37 4.2 Modell zur Simulation des Dichtungsreibmomentes 39 4.2.1 Modellierung der Fluidreibung 40 4.2.2 Modellierung der Hysteresereibung 51 4.2.3 Approximation der Temperatur im Dichtkontakt 60 4.2.4 Kopplung/Abhängigkeiten 60 4.2.5 Berechnung der wahren Kontaktfläche 62 4.2.6 Ankopplung der Hysteresereibung 64 4.3 Ergebnisse zur Simulation des Dichtungsreibwertes 64 4.3.1 Fluidreibung 64 4.3.2 Hysteresereibung 69 4.3.3 Fluid- und Hysteresereibung 74 4.3.4 Einfluss der Umgebungstemperatur 77 4.3.5 Instationäre Randbedingungen 79 5 Zusammenfassung 83 A Einfluss der Maxwell-Äste auf das Ergebniss der Hysteresereibung 87 B Koeffizienten für die Flussfaktorenberechnung 89 Literaturverzeichnis 91 / Seals are very important for the proper function of machines. They prevent lubricant from escaping from the interior into the environment and the ingress of dust from outside. Yet not only the sealing properties are relevant, also the friction is getting more and more in focus. Therefore, in this thesis, the relevant influences on the friction moment, and on the friction coefficient are investigated. A special test rig has been developed for the experimental investigations. It has been found that the circumferential velocity and the lubricants viscosity in conjunction with the temperature at the seals contact are the main influence factors of a defined combination of seal and surface. For the comparison of different seals, the radial contact force has an important influence, too. Beside these experimental investigations a complex simulation model has been developed. It describes the effects inside the tribological contact and allows the calculation of the seals friction moment. The model uses calculation routines for the fluid friction due to the fluid film inside the seals contact with respect to the surface structures, as well as the hysteresis friction inside the seals lip. Furthermore, the seals contact temperature is calculated. All these models relate and respect the influence between each other. The simulation results allow a deep view on the phenomena inside the seals contact and their interaction with each other. The model allows the calculation of the friction coeficient. A good agreement between experimental and numeric results could be achieved. An additional, reduced model on basis of the Gümbel number allows a direct and extreme fast calculation of the friction coeficient. The reduced model could be parameterized both on experimental and simulation results.:1 Einleitung und Ziel der Arbeit 1 2 Stand des Wissens 3 2.1 Dynamische Dichtungen 3 2.2 Tribologie des Dichtkontaktes 4 2.2.1 Mechanismen im tribologischen Kontakt 5 2.2.2 Einflüsse auf die Dichtwirkung 6 2.2.3 Schmierfilmhypothesen 7 2.2.4 Stribeck-Kurve und Gümbelzahl 8 2.3 Materialeigenschaften von Elastomeren 9 2.4 Schmierstoffeigenschaften 11 2.5 Modelle zur Beschreibung von Dichtungsreibung 13 2.5.1 Modellierung der Hysteresereibung 14 2.5.2 Modellierung der Fluidreibung 16 2.5.3 Modellierung des Dichtungskontaktes 19 2.5.4 Modellierung der Temperatur im Dichtkontakt 20 3 Experimentelle Untersuchungen 21 3.1 Radialkraft 21 3.2 Kontaktbreite 23 3.3 Reibwertkennlinien 24 3.3.1 Radial-Dichtungsprüfstand 24 3.3.2 Ermittlung von Reibwertkennlinien unter stationären Randbedingungen 25 3.3.3 Ermittlung von Reibwertkennlinien unter instationären Randbedingungen 31 3.4 Elastomereigenschaften 34 3.4.1 Zugversuch 34 3.4.2 Dynamisch-Mechanisch-Thermische Analyse 34 4 Simulationen 37 4.1 FE-Modelle und Parametrierung 37 4.2 Modell zur Simulation des Dichtungsreibmomentes 39 4.2.1 Modellierung der Fluidreibung 40 4.2.2 Modellierung der Hysteresereibung 51 4.2.3 Approximation der Temperatur im Dichtkontakt 60 4.2.4 Kopplung/Abhängigkeiten 60 4.2.5 Berechnung der wahren Kontaktfläche 62 4.2.6 Ankopplung der Hysteresereibung 64 4.3 Ergebnisse zur Simulation des Dichtungsreibwertes 64 4.3.1 Fluidreibung 64 4.3.2 Hysteresereibung 69 4.3.3 Fluid- und Hysteresereibung 74 4.3.4 Einfluss der Umgebungstemperatur 77 4.3.5 Instationäre Randbedingungen 79 5 Zusammenfassung 83 A Einfluss der Maxwell-Äste auf das Ergebniss der Hysteresereibung 87 B Koeffizienten für die Flussfaktorenberechnung 89 Literaturverzeichnis 91