Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis of the rotor of a 30 kw ORC microturbine considering properties of aerodynamic gas bearings

Breńkacz Ł., Żywica G., Bogulicz M.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 2

425--435

EN

The paper focuses on the analysis of a 30 kW microturbine operating in the organic Rankine cycle (ORC) with a low-boiling working medium. The nominal speed of the rotor is 40,000 rpm. The investigated microturbine is an oil-free machine, which means that its bearings use the ORC working medium as a lubricant. We created a numerical model, which was used to assess the dynamic properties of the newly designed microturbine. The conducted analyses covered, inter alia, the optimization of some geometrical parameters of each bearing in order to cause the lubricating film to be created at a correspondingly low rotational speed as well as to obtain optimal dynamic properties of the system. The article provides a full dynamic picture of the rotor supported by two aerodynamic gas bearings. The included graphs demonstrate the vibration amplitude of the shaft as a function of the rotational speed as well as the results of the modal analysis in the form of natural vibration modes of the system and their corresponding natural frequencies.

2

Modelling and analysis of rotating systems with gas foil bearings under transient operating conditions

Żywica G., Bogulicz M., Bagiński P.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

167--173

EN

Gas foil bearings are on the cutting edge of bearing systems that spread worldwide. Although it is a common practice to apply such systems to high-speed fluid-flow machinery, their modelling and analysis still pose a number of problems. This article describes the methodology used to assess dynamic properties of a rotor-bearings system supported by foil bearings. Particularly close attention has been paid to the system operation in a transitional state during which a gaseous lubricating film is formed. The conception for the description of the rotor support characteristics was implemented in a computer program that is still under development. The approach that has been taken makes it possible to analyse the system properties throughout a whole range of rotational speeds. Another approach used in the past enabled for analyses of the dynamic performance of rotors, but only on the condition that bearing operation is correct (i.e. only fluid friction in bearing is present). The new model allows for much broader analyses of bearings operation, as confirmed by the obtained results. The article discusses exemplary results of analyses and shows a way one can assess the dynamic properties of rotating machinery equipped with foil bearings even when analysed under transient operating conditions.

PL

Gazowe łożyska foliowe są innowacyjną i coraz częściej stosowaną metodą łożyskowania wysokoobrotowych wirników, ale ich modelowanie i analiza wciąż sprawia wiele trudności. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję ciągłego opisu właściwości dynamicznych wirnika podpartego na łożyskach foliowych. Szczególną uwagę poświęcono pracy układu w obszarze stanu przejściowego, gdy gazowy film smarny zaczyna się tworzyć. Opracowana koncepcja opisu charakterystyk podparcia wirnika została zaimplementowana w rozwijanym programie komputerowym, co umożliwia analizę właściwości układu w pełnym zakresie prędkości obrotowych. Wcześniej stosowane podejście pozwalało na analizę właściwości dynamicznych wirników tylko pod warunkiem poprawnej pracy łożyska, tzn. w obszarze tarcia płynnego. Opracowany model ma znacznie szersze zastosowanie, co zostało potwierdzone w przeprowadzonych badaniach. W artykule przedstawiono przykładowe wyniki analiz pozwalających na ocenę właściwości dynamicznych układów wirujących z łożyskami foliowymi także w stanach przejściowych.

3

Experimental research on gas foil bearings with polymer coating at an elevated temperature

Żywica G., Bagiński P., Andrearczyk A.

Tribologia

|

2016

|

nr 3

217--227

EN

As demand for high-performance fluid-flow machines (including micro-turbines) increases across the globe, new non-conventional bearing systems are needed. In the last years, specialized technical solutions involving the use of gas foil bearings have been progressively introduced. The application of carefully selected, thin foils as key parts of foil bearings ensures stable operation of the rotor, which is supported by such bearings, even at very high rotational speeds. The article discusses the tests performed on the foil bearings incorporating a friction relieving polymer coating. The research was conducted on an advanced test rig allowing the experiments to be run at high speeds and elevated temperatures, which is in conditions that are typical for micro-turbine operation. The measurements of bearing components’ temperature and vibration levels were carried out at various rotational speeds. The tested bearings were also assessed from the point of view of wear and durability. Conducted research demonstrated that the carefully selected materials that were used to manufacture foil bearings’ key components have successfully contributed to achieving reliable operation within a wide range of rotational speeds, providing very good dynamic properties for the rotor.

PL

W artykule omówiono badania eksperymentalne łożysk foliowych ze specjalną powłoką polimerową zmniejszającą tarcie. Powłoką polimerową została pokryta jedna strona foli ślizgowej, która współpracuje z czopem. Badania zostały wykonane na specjalistycznym stanowisku badawczym umożliwiającym prowadzenie eksperymentów przy wysokich prędkościach w podwyższonej temperaturze, a więc w warunkach typowych dla mikro-turbin. Podczas badań prowadzono pomiar temperatury elementów łożyska oraz drgań czopa przy różnych prędkościach obrotowych. Badane łożyska foliowe były również oceniane pod kątem zużycia i trwałości. Przeprowadzone badania wykazały, że przy odpowiednio dobranych materiałach łożyska foliowe mogą pracować przy minimalnym zużyciu, zapewniając bardzo dobre właściwości dynamiczne wirnika w szerokim zakresie prędkości obrotowych.

4

Analysis of the operating load of the turbine engine during deceleration to dash maneuver

Czyż Z.

Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 2, nr 1

66--72

EN

The article presents the analysis of the loads on the gas generator of turbine engine power of unmanned helicopter. The analysis was performed for deceleration to dash maneuver. Particular attention was paid to loads of bearing assembly in gas generator of turbine engine. The analysis was based on the timelines of changes in velocity of manned helicopter PZL W3-Falcon. The dependence of velocity changes during the flight was made as approximation by the least squares method and then determined for its change in acceleration. On this basis, the forces acting on the bearing gas generator assembly in static and dynamic conditions were determined. These values were compared with values obtained during maneuvers such as "jump up and jump down" and "acceleration and deceleration maneuver".

PL

W artykule przeprowadzono analizę stanów obciążeń działających na zespół wytwornicowy silnika turbinowego z odbiorem mocy na wale do napędu bezzałogowego śmigłowca. Analizę wykonano dla manewru hamowanie przed atakiem. Szczególną uwagę poświęcono obciążeniom węzłów łożyskowych zespołu wytwornicowego silnika turbinowego. Analizę dokonano na podstawie przebiegów czasowych zmian prędkości lotu załogowego śmigłowca PZL W3-Sokół. Zależność zmiany prędkości lotu w czasie aproksymowano metodą najmniejszych kwadratów, a następnie wyznaczono dla niej zmiany przyspieszeń. Na tej podstawie wyznaczono wartości sił działających na łożyska zespołu wytwornicowego w warunkach statycznych i dynamicznych. Wartości te porównano z wartościami uzyskanymi podczas manewrów takich jak „skok w górę i skok w dół” oraz „przyspieszenie i hamowanie”.

5

Analysis of the bearing nodes loads of turbine engine at an unmanned helicopter during a jump up and jump down maneuver

Wendeker M., Czyż Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

89--97

EN

The article is part of the work, which was made to systematize the operating conditions of bearing loads in the rotor assembly of FSTC-1 turbine engine, which is designed in the Department of Thermodynamics, Fluid Mechanics and Aviation Propulsion Systems at Lublin University of Technology. This engine assumes the use of the gas bearing in compressor drive unit to improve the operating characteristics. This is justified by difficult working conditions associated with high speeds, high temperatures and difficult access, as in the case of gas bearings is not a major problem. A mathematical model of possible states of load bearing nodes in compressor drive unit was also presented. Load analysis was carried out for maneuver jump up and jump down based on the time course of geometric altitude from the radio altimeter based on real tests of a manned PZL W3-Sokol helicopter. The dependence of the altitude changing during the time was approximated by the least squares method and then the velocity and acceleration changes were determined. On this basis, the forces acting on the bearing in compressor drive unit under static and dynamic conditions were calculated. These values will be confronted with the values obtained during other maneuvers, and will be used as input assumptions to project of the gas bearings.

PL

Artykuł stanowi część prac, w których dokonano usystematyzowania eksploatacyjnych stanów obciążeń łożysk zespołu wirnikowego silnika turbinowego FSTC-1, który projektowany jest w Katedrze Termodynamiki, Mechaniki Płynów i Napędów Lotniczych na Politechnice Lubelskiej. Silnik ten zakłada zastosowanie w zespole wytwornicowym łożysk gazowych w celu poprawy właściwości eksploatacyjnych. Jest to uzasadnione trudnymi warunkami pracy związanymi z dużymi prędkościami obrotowymi, wysokimi temperaturami oraz trudnym dostępem, co w przypadku łożysk gazowych nie stanowi większego problemu. Przedstawiono również matematyczny model możliwych do wystąpienia stanów obciążeń węzłów łożyskowych zespołu wytwornicowego. Analizę obciążeń przeprowadzono dla manewru skok w górę i skok w dół na podstawie przebiegu czasowego wysokości geometrycznej z radiowysokościomierza w oparciu o rzeczywiste badania załogowego śmigłowca PZL W3-Sokół. Zależność zmiany wysokości w czasie aproksymowano metodą najmniejszych kwadratów a następnie wyznaczono dla niej zmiany prędkości oraz przyspieszeń. Na tej podstawie wyznaczono wartości sił działające na łożyska zespołu wytwornicowego w warunkach statycznych jak i dynamicznych. Wartości te zostaną skonfrontowane z wartościami uzyskanymi podczas innych manewrów oraz posłużą, jako założenia wejściowe do projektu łożysk gazowych.

6

Problemy z eksploatacją wybranych elektrowrzecion szlifierskich z łożyskami gazowymi

Lewandowski D., Pawłowski W., Krępski M.

Hydraulika i Pneumatyka

|

2015

|

nr 5

5--8