Hydrostatic Thrust Bearing with Reduced Power Losses

• Autorzy: Wasilczuk F. , Wasilczuk M. , Wodtke M

Warianty tytułu

PL

Wzdłużne łożysko hydrostatyczne o zmniejszonych oporach ruchu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In many cases in rotating machinery, axial load is carried by tilting pad thrust bearings which have been developed since the beginning of 20th century. For high reliability and simplicity, most commonly the bearings are bath lubricated. In the times of sustainable development, however, minimization of friction losses becomes an important criterion for machinery assessment, and a strategic goal of their development. Performed calculations, based on elementary rules of fluid dynamics, showed that shearing losses in specially designed hydrostatic bearings can be considerably smaller than the losses in tilting pad hydrodynamic bearings. The aim of the research described in this paper was to check if the preliminary results presented earlier and conclusions of benefits of the further increase of the size of the hydrostatic pocket can be confirmed with the use of CFD calculations.

PL

W wielu maszynach wirnikowych obciążenia osiowe są przenoszone za pomocą rozwijanych od ponad 100 lat hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych z wahliwymi segmentami. Dla prostoty konstrukcji i dużej niezawodności smarowanie tych łożysk najczęściej jest smarowaniem zanurzeniowym. Jednak w czasach zwiększonej presji na oszczędności energetyczne ograniczanie strat tarcia stało się strategicznym celem rozwoju maszyn. Obliczenia wskazują, że w specjalnie zaprojektowanym łożysku hydrostatycznym można uzyskać znaczące ograniczenia strat tarcia w porównaniu z łożyskiem hydrodynamicznym. Obiecujące wyniki i wnioski z poprzedniej pracy skłoniły autorów do przeprowadzenia obliczeń strat tarcia w łożysku hydrostatycznym za pomocą CFD (Obliczeniowej Dynamiki Płynów) z założeniem dalszego zwiększania rozmiaru komory hydrostatycznej w łożysku, co powinno przyczynić się do dalszej minimalizacji strat tarcia.

Słowa kluczowe

EN

hydrostatic thrust bearing; friction losses; hydrodynamic thrust bearing; hydrostatic pocket size

PL

hydrostatyczne łożysko wzdłużne; straty tarcia; hydrodynamiczne łożysko wzdłużne; rozmiar komory hydrostatycznej

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 5
• Strony: 123--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wasilczuk F.

• The Szewalski Institute of Fluid-Flow Machinery, ul. Fiszera 14, 80-231 Gdańsk, Poland, Environmental Doctoral Study, Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

autor

Wasilczuk M.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

autor

Wodtke M

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. Wasilczuk M.: Friction and Lubrication of Large Tilting-Pad Thrust Bearings. Lubricants 2015, 3, 164–180; doi:10.3390/lubricants3020164.
• 2. Abramovitz S.: Using Hydrostatic Bearings as “Lifts” in Hydroturbines. Hydro Rev. 2000, 19, pp. 38–47.
• 3. Dąbrowski L., Wasilczuk M.: Influence of Hydrostatic Pump Operation Period on Performance of a Thrust Bearing of a 125 MW Pump-turbine. Mec. Ind. 2004, 5, 3–9.
• 4. Dąbrowski L., Wasilczuk M.: Hydrostatic lift used in a steady state operation of a water turbine thrust bearing, Nordtrib 2006.
• 5. Ettles C. M. M., Seyler J., Bottenschein M.: Some effects of start-up and shut-down on thrust bearing assemblies in hydro-generators. Transactions of the ASME, Journal of Tribology, Vol. 125 (2003), p. 824–832.
• 6. Wasilczuk M., Wodtke M., Dąbrowski L.: Field Tests on Hydrodynamic and Hybrid Operation of a Bidirectional Thrust Bearing of a Pump-Turbine. Lubricants 2017, 5(4), 48; https://doi.org/10.3390/lubricants5040048.
• 7. Rippel H.: Projektirowanije gidrostaticzeskich podszipnikow (Design of hydrostatic bearings—In Russian translated from English). Izdatielstwo Maszinostrojenie , Moscow, Soviet Union, 1967, p. 16.
• 8. Wasilczuk F., Wasilczuk M., Wodtke M.: Prospects of Decreasing Power Losses in a Hydrostatic Thrust Bearing , TRIBOLOGIA, 4/2017, p. 91–96.
• 9. Wasilczuk M., Wodtke M., Braun W.: Centrally Pivoted Tilting Pad Thrust Bearing with Carbon-Based Coated Collar–Experimental Results of Low- and Medium-Speed Operation. Tribology Transactions, vol. 58 (Nr 5), 2015, s. 882–893.
• 10. Menter F. R.: Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal. 32(8). 1598–1605. August 1994.
• 11. Wodtke M., Olszewski A., Wasilczuk M.: Application of the fluid-structure interaction technique for the analysis of hydrodynamic lubrication problems. Proc IMechE, Part J: Journal of Engineering Tribology, 2013, vol. 227 (8), s. 888–897.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).