乱流領域で作動する高速重量負荷傾斜パッドジャーナル軸受の静的性能のための熱弾性流体力学解析および試験データとの比較【JST・京大機械翻訳】

Arihara Hirotoshi; Kameyama Yuki; Baba Yoshitaka; San Andres Luis

文献

J-GLOBAL ID：202102222769184683 整理番号：21A2024903

乱流領域で作動する高速重量負荷傾斜パッドジャーナル軸受の静的性能のための熱弾性流体力学解析および試験データとの比較【JST・京大機械翻訳】

A Thermoelastohydrodynamic Analysis for the Static Performance of High-Speed-Heavy Load Tilting-Pad Journal Bearing Operating in the Turbulent Flow Regime and Comparisons to Test Data

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資料名：
巻： 141 号： 2 ページ： Null 発行年： 2019年
JST資料番号： E0270B ISSN： 0742-4795 CODEN： JETPEZ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

Tilting-パッドジャーナル軸受(TPJBs)は,高速回転機械において危険な大振幅ロータ油-旋回/ウィップ運動をさもなければ生産できる回転子動的安定性を確実にする。現在,非常に効率的なターボ圧縮機は,その支持軸受にますます増加する回転子表面速度と比負荷を要求する。軸受性能の正確な予測は,信頼できる製品,特に最大軸受パッド温度と抗力損失の低減,および最小流量で運転し,一方,負荷容量を最大化しながら運転するのに重要である。軸受パッドに作用する油膜における流体力学的圧力および熱発生は,軸受性能,静的および動的に大きく影響する油膜形状(クリアランスおよび予荷重)を変化させる顕著な機械的および熱的変形を生じる。さらに,高い表面速度軸受は,しばしば,パワー損失の顕著な増加と最大パッド温度の低下を生じる,乱流領域で動作する。本論文は,TPJBsに適用した熱弾性流体力学(TEHD)解析モデルを詳細に述べ,それらの定常負荷性能の予測を提示し,モデルを検証するために実験結果との比較を行った。試験軸受には,パッド構成の間の負荷がある4つのパッドがある。その長さL=76.2mmと軸直径D=101.6mm(L/D=0.75)。回転子トップ速度は22.6krpm,すなわち120m/s表面速度であり,最大比負荷は23kNの負荷荷重に対して2.94MPaであった。試験手順は軸速度と負荷荷重,油供給圧力/温度,および流量を記録し,また,パッド温度と軸温度,ならびに放電油(ポンプ)温度を測定する。TEHDモデルは,膜温度に対する三次元エネルギー輸送方程式による流体力学的圧力発生に対する一般化Reynolds方程式を結合した。圧力によるパッド機械的変形は有限要素法を利用するが,解析モデルは熱誘起パッドクラウン変形を推定する。層流領域を超えた運転に対して,解析は,完全に発達した乱流運転のための渦粘性概念を取り入れた。電流予測は,パッドの機械的及び熱的誘起変形場に及ぼす圧力及び温度場の影響を実証し,また,軸受電力損失,流量及びパッド温度のような静的性能特性も示した。試験結果と解析結果の比較は,乱流効果がパッドの最大温度を著しく減少させ,一方,軸受電力損失を増加させることを明らかにした。乱流混合は熱エネルギーの拡散を増加させ,膜を横切る温度分布をより均一にした。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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軸受

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