Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design and Theoretical Analysis of a Prototype Tilting-Pad Radial Bearing with Adjustable Clearance

Olszewski Artur, Żywica Grzegorz, Żochowski Tomasz

Tribologia

|

2020

|

nr 4

7--16

EN

The article introduces a design and analysis results of a prototype ORC (organic Rankine cycle) turbo generator rotor assembly of 300kW power, supported by tilting-pad bearings of original design. The calculations were performed for a prototype turbo generator rotor. The shaft of this machine is supported with two radial bearings, lubricated with an unusual lubricant – a low-boiling-point agent. The main objective of the presented research was to perform calculations verifying the feasibility of using hydrodynamic tilting-pad radial bearings with a low-viscosity lubricant to support a rather massive and high-speed rotor of the developed turbo generator and to determine the geometry and design of the bearings which would ensure optimal kinetostatic and dynamic properties of the rotating system, while simultaneously providing ease of assembly and smooth clearance adjustment.

PL

W artykule przedstawiono konstrukcję oraz wyniki analiz teoretycznych zespołu wirnika prototypowego turbogeneratora ORC o mocy elektrycznej 300 kW podpartego w zaprojektowanych łożyskach z segmentami wahliwymi o oryginalnej konstrukcji. Obliczenia wykonano dla wirnika prototypowego turbogeneratora. Wał tej maszyny jest podparty w dwóch łożyskach poprzecznych, które są smarowane nietypowym czynnikiem smarnym – czynnikiem niskowrzącym. Podstawowym celem prezentowanych badań było obliczeniowe sprawdzenie możliwości zastosowania hydrodynamicznych poprzecznych łożysk z klockami wahliwymi i czynnikiem smarnym o małej lepkości do podparcia dość masywnego i wysokoobrotowego wirnika projektowanego turbogeneratora oraz wybór takiej geometrii i konstrukcji łożysk, która zapewniałaby najlepsze właściwości kinetostatyczne i dynamiczne układu wirującego przy jednoczesnym zachowaniu łatwości montażu i płynnej regulacji luzu.

2

Research of the Influence of Long-Lasting Cyclic Loading on the Geometry of the Bump Foil of a Gas Foil Bearing

Bagiński Paweł, Żywica Grzegorz

Tribologia

|

2019

|

nr 2

5--13

EN

The article describes the research aimed at checking the effect of a long-lasting pulsating load on the geometry of the bump foil of a foil bearing. The tested foil was made of Inconel 625, which is one of the most popular alloys used to manufacture components of foil bearings. The foil was tested both before and after its heat treating in an electric furnace. The foil was subjected to loading using an electromagnetic vibration exciter, whose exciting force and frequency were appropriately selected. The height of the individual bumps of the foil was the basic parameter controlled after each measurement series. In addition, wear of the foil at the contact points with the plates of the test rig was checked. The materials of which the elements of the tested system were made are the same as the ones used in a real bearing. The article presents graphs that show how the geometry of the bump foil changed during the research. The wear of the elements mating with the bump foil was also evaluated.

PL

W artykule opisano badania, których celem było sprawdzenie wpływu długotrwałego obciążenia tętniącego na geometrię folii podpierającej łożyska foliowego. Testom poddano folię wykonaną z jednego z najbardziej popularnych stopów stosowanych na elementy łożysk foliowych (Inconel 625). Najpierw badano ją w stanie surowym, a następnie po wygrzaniu jej w piecu. Obciążanie badanej folii było realizowane za pomocą elektromagnetycznego wzbudnika drgań, który pracował z dobraną siłą i częstotliwością. Podstawowym parametrem, który był kontrolowany po każdej serii pomiarowej, była sztywność poszczególnych wypukłości folii. Dodatkowo sprawdzano zużycie folii w miejscach jej styku z płytami stanowiska badawczego. Materiały, z których wykonane były elementy badanego układu, zostały dobrane tak, jak w rzeczywistym łożysku. W artykule przedstawiono charakterystyki, które opisują zmianę geometrii folii falistej w czasie badań. Oceniono także zużycie elementów współpracujących z folią podpierającą.

3

Experimental evaluation of the dynamic properties of an energy microturbine with defects in the rotating system

Żywica Grzegorz, Kaczmarczyk Tomasz Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 4

670--678

EN

Today’s energy systems increasingly use various types of microturbines to produce electricity. A specific feature of such machines is a high-speed rotor, whose rotational speed can be higher than 100,000 rpm. Failure-free operation of highspeed microturbine rotors requires both special design and high precision during the manufacturing process. What is more, proper procedures must be followed during run-up and coast-down phases; and also, dedicated diagnostic systems have to be used. This article discusses the experimental research conducted on a 2.5 kW vapour microturbine that operated in a prototypical combined heat and power plant. A series of measurements was carried out to evaluate the dynamic performance of the machine during normal operation. After the appearance of certain defects in the rotating system, it was necessary to perform a new series of measurements in order to assess the dynamic properties of the machine. The measurements results obtained in the form of vibration velocity spectrums made it possible to define diagnostic symptoms corresponding to particular defects. Similar diagnostic symptoms can occur during the operation of this class of turbomachines.

PL

We współczesnych systemach energetycznych coraz częściej do wytwarzania energii elektrycznej stosowane są różnego typu mikroturbiny. Charakterystyczną cechą takich maszyn są wysokoobrotowe wirniki, których prędkości obrotowe mogą przekraczać nawet 100 000 obr/min. Praca wirnika w takich warunkach wymaga zastosowania specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych i bardzo dużej precyzji wykonania, a podczas eksploatacji zachowania odpowiednich procedur przy rozruchu i odstawieniu, a także stosowania dedykowanych systemów diagnostycznych. W niniejszym artykule zostały omówione badania eksperymentalne mikroturbiny parowej o mocy 2,5 kW, pracującej w prototypowym układzie kogeneracyjnym. Wykonane pomiary obejmowały ocenę stanu dynamicznego podczas normalnej pracy maszyny oraz badania jej właściwości dynamicznych w obecności defektów układu wirującego. Uzyskane wyniki pomiarów, w postaci rozkładów częstotliwościowych drgań, pozwalają na zdefiniowanie symptomów diagnostycznych typowych dla różnych defektów, które mogą pojawić się podczas eksploatacji tej klasy maszyn wirnikowych.

4

Experimental study of the prototype of a Roto-Jet pump for the domestic ORC power plant

Kaczmarczyk Tomasz Z., Ihnatowicz Eugeniusz, Żywica Grzegorz, Kaniecki Maciej

Archives of Thermodynamics

|

2019

|

Vol. 40, no 3

83--108

EN

The purpose of the work was to experimentally determine the characteristics of the prototype of a Roto-Jet pump (the Pitot tube pump) during its operation under conditions typical for the domestic micro power plant. The low-boiling fluid, sold under the trade name of HFE7100 and characterised by a zero ozone depletion potential (ODP) coefficient, was used as a working medium in the organic Rankine cycle (ORC). An electric thermal oil heater with a maximum power of 2×24 kWe was used as a heat source. The pump of Roto-Jet type was specially designed for the operation with the following rated parameters of the thermodynamic cycle: nominal flow rate of the working fluid 0.17 kg/s, operating pressure 1.2 MPa. The pump was put under load using an expansion valve that simulated the operation of an expansion machine. The article discusses thermodynamic and flow conditions to be met by the pumping engine as well as results of the experimental research. Moreover, the article includes the operational characteristics of the ORC installation and the Roto-Jet pump obtained during the operation with the target working medium – HFE7100. The engineering problems the authors of this article faced when designing and testing the pumping engine prototype are also presented.

5

Investigation of gas foil bearings with an adaptive and non-linear structure

Żywica Grzegorz, Bagiński Paweł

Acta Mechanica et Automatica

|

2019

|

Vol. 13, no. 1

5--10

EN

The article discusses the results of simulation-based and experimental research carried out on gas foil bearings. Owing to the use of a set of flexible thin foils in such bearings, they exhibit certain beneficial features that cannot be found in other types of bearings. They have nonlinear operational characteristics and allow the dissipation of excess energy, thus reducing the vibration level. Moreover, gas foil bearings can self-adapt themselves to the current operating conditions by changing the shape of the lubrication gap. Therefore, they can be used to improve the dynamic performance of rotors, in particular, those operating at very high rotational speeds. This article explains the mechanisms for changes of stiffness and vibration damping in compliant components of a foil bearing. The results of the analysis of the bearing’s subassemblies using advanced numerical models are presented. They are followed by conclusions that were drawn not only from these results but also from the results of the experimental research. It has been proven that the rotor supported on carefully designed foil bearings is capable of maintaining a low vibration level, even if it operates at a high rotational speed.