Modélisation unidimensionnelle multi-physique du comportement d'un joint à faces radiales pour la maintenance d'un circuit carburant

Abstract

La présente étude porte sur la modélisation unidimensionnelle multi-physique du comportement d'un joint d'étanchéité à faces radiales appelés " garnitures mécaniques " pour des arbres tournants. Ces garnitures fonctionnent à des pressions très élevées générées par le film de lubrification entre les faces des joints dont les performances sont directement affectées par la géométrie de l'interface qui dépend des effets thermiques, mécaniques et de la cinématique appliqués. La modélisation unidimensionnelle proposée prend en compte le transfert thermique et la déformation des faces du joint, couplés au modèle de Reynolds décrivant le champ de pression dans le film lubrifiant. Le choix de ce type de modélisation résulte dans le compromis entre le nombre de paramètres du modèle et la complexité du code de calcul associé. Ce modèle permet ainsi de déterminer de façon simple et rapide les performances caractéristiques d'une garniture mécanique. Cette démarche de modélisation est appliquée au cas d'une garniture mécanique à stator flottant pour un circuit carburant de turboréacteur de faibles dimensions (rayons intérieur et extérieur respectivement de 6 et 7,4 mm) et fonctionnant à des vitesses de rotation relativement faibles (4000 à 5000 tr/min) pour des pressurisations extérieures relativement faibles (0,3 à 0,6 MPa).