抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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湿式ガス圧縮システムと多相ポンプは深海とガス産業のための技術を可能にする。この極端な環境は,両方の機械タイプが,広い範囲(0から1)にわたって変化する液体体積分率(GVF)のガスとの混合物を扱う必要がある。ガス(または液体)含有量は,システムポンピング(または圧縮)効率および信頼性に影響し,二次流れ成分,すなわちシールにおける漏れおよび回転子動的性能におけるペナルティを位置づける。2015年に,液体容積率(LVF)が4%まで変化する空気混合物中の油で操作する短長平滑表面環状シール(L/D=0.36,半径方向クリアランス=0.127mm)を用いて試験を行った。静止ジャーナルによる試験結果は,大きな減衰係数の生成に及ぼす液体の少数の液滴の劇的な影響を示した。本論文は,同じ試験シールと回転ジャーナルで行った漏れ,抗力,および回転子動的力係数の更なる測定と予測を提示した。シールは混合物(ISO VG10油中の空気)で供給され,純液体から入口GVF=0.9(ほとんどガス)まで変化し,多相ポンプの典型的な範囲である。3.5bar(a)までの供給圧力(P_s),放電圧力(Pa)=1bar(a),および種々の軸速度(Ω)から3.5krpm(ΩR=23.3m/s)の運転に対して,流れは純粋油または混合物のいずれかで層流である。入口GVFが0.9まで増加すると,純粋液体の場合と比較して,質量流量と抗力は,それぞれ25%と85%だけ単調に減少した。P_s=2.5bar(a)とΩから3.5krpmの運転に対して,周波数0<ω<110Hzの動的荷重試験を行って,回転子動的力係数を求めた。直接剛性(K),付加質量(M)および粘性減衰係数(C)は,純粋油で潤滑されたシールをよく表す。混合物(GVFmax=0.9)による試験に対して,シール動的複合剛性Re(H)は,旋回周波数(ω)とともに増加した。すなわち,Re(H)は(K-ω2M)とは異なる。シール交差結合剛性(KXYと-KYX)と直接減衰係数(CXXとCYY)は,入口GVFが0.9まで増加すると,約75%減少した。その結果,有効減衰係数(C_XX_eff=C_XX-K_XY/ω)が負から正(すなわち,交差周波数)に変化する周波数は,純粋油によるシールに対するロータ速度(ω=1/2Ω)の50%から,混合物による運転のより少ない大きさまで低下することが明らかになった。均一バルク流モデルに基づく漏れと抗力の予測は,入口GVFを0.9まで運転するための試験データによく整合した。予測力係数は,0.6までのGVFを有する混合物の試験データと良く相関した。より大きなGVFを有する混合物に対して,モデルは,40%まで直接減衰係数を予測する。試験はまた,低周波数で自己励起シール運動の出現を明らかにした。その振幅と広いバンド周波数(約12Hzで中心)は,混合物中のガス含有量が増加するにつれて持続し,増加する。試験結果は,湿潤シール動的力応答の正確な定量化が,ロバスト海底流保証システムの設計に必要であることを示した。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
