Transient operating modes of fluid film thrust bearing of a compressor machine

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article presents numerical studies of the effect of transient modes of operation of a fixed pad thrust bearing of a centrifugal or screw compressor. The change in the bearing capacity, maximum lubricant temperature and power losses with a change in the rotational speed of the rotor collar is investigated. A jump in the bearing capacity and power losses in the first seconds of acceleration of the collar and low viscosity of the lubricant at the feed temperature is detected. The change in the bearing capacity of the thrust bearing with simultaneous rotor runout and continuous surge of the centrifugal compressor is studied. The occurrence of some vacuum on the working surface of the pad during stop and continued harmonic axial movement of the collar is noted.

About the authors

Nikolay V. Sokolov

Kazan National Research Technological University

Author for correspondence.
Email: sokol-88@list.ru
ORCID iD: 0009-0001-2657-9503
SPIN-code: 7462-0713
Scopus Author ID: 57194337606

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Low-Temperature and Compressor Engineering and Technology Department

Russian Federation, Kazan

Mullagali B. Khadiev

Kazan National Research Technological University

Email: mullagali@gmail.com
SPIN-code: 2577-2701

Doctor of the Technical Sciences, Professor, Professor of Low-Temperature and Compressor Engineering

Russian Federation, Kazan

Pavel E. Fedotov

Kazan (Volga Region) Federal University; AST Volga Region LLC

Email: paulfedotov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3398-7505
SPIN-code: 4605-8576
Scopus Author ID: 57208104471

Assistant of the Applied Mathematics and Artificial Intelligence Department

Russian Federation, Kazan; Kazan

Evgeny M. Fedotov

AST Volga Region LLC

Email: eugeny.fedotov@mail.ru
Scopus Author ID: 8833459800

Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Deputy General Director

Russian Federation, Kazan

References

  1. Khisameev I. G., Maksimov V. A., Batkis G. S. [et al.] Proyektirovaniye i ekspluatatsiya promyshlennykh tsentrobezhnykh kompressorov [Design and operation of industrial centrifugal compressors]. Kazan, 2010. 671 p. ISBN 978-5-9690-0165-7. (In Russ.).
  2. Sparks C. R. On the transient interaction of centrifugal compressors and their piping systems. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1983. Vol. 105 (4). P. 891–901. doi: 10.1115/1.3227498. (In Engl.).
  3. Khadiev M. B., Khamidullin I. V. Kompressory v tekhnologicheskikh protsessakh. Raschet podshipnikov skol’zheniya tsentrobezhnykh i vintovykh kompressorov [Compressors in technological processes. Calculation of sliding bearings of centrifugal and screw compressors]. Kazan, 2021. 260 p. ISBN 978-5-7882-3004-7. (In Russ.).
  4. Ettles C. M., Seyler J., Bottenschein M. Some effects of start-up and shut-down on thrust bearing assemblies in hydro-generators. Journal of Tribology. 2003. Vol. 125 (4). P. 824–832. doi: 10.1115/1.1576428. (In Engl.).
  5. Ettles C. M. Size effects in tilting pad thrust bearings. Wear. 1980. Vol. 59 (1). P. 231–245. doi: 10.1016/0043-1648(80)90281-1. (In Engl.).
  6. Pajączkowski P., Schubert A., Wasilczuk M. [et al.] Simulation of large thrust-bearing performance at transient states, warm and cold start-up. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2014. Vol. 228 (1). P. 96–103. doi: 10.1177/1350650113500483. (In Engl.).
  7. Fillon M., Frene J., Monmousseau P. Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings — application to bearing seizure. Journal of Tribology. 1998. Vol. 120 (2). P. 319–324. doi: 10.1115/1.2834429. (In Engl.).
  8. Fillon M., Frene J., Monmousseau P. Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings — comparison between experimental data and theoretical results. Journal of Tribology. 1997. Vol. 119 (3). P. 401–407. doi: 10.1115/1.2833501. (In Engl.).
  9. Urasov P. G. Puskovyye rezhimy podpyatnikov gidrogeneratorov [Starting modes of thrust bearings of hydrogenerators]. Kharkov, 1980. 25 p. (In Russ.).
  10. Heshmat H., Pinkus O. Mixing inlet temperatures in hydrodynamic bearings. Journal of Tribology. 1986. Vol. 108 (2). P. 231–244. doi: 10.1115/1.3261168. (In Engl.).
  11. Sokolov N. V., Fedotov P. E., Khadiev M. B. [et al.] Trekhmernoye periodicheskoye termouprugogidrodinamicheskoye modelirovaniye gidrodinamicheskikh protsessov upornogo podshipnika skol’zheniya [Three-dimensional periodic thermoelastichydrodynamic modeling of hydrodynamic processes of a thrust bearing]. Vestnik Samarskogo universiteta. Aerokosmicheskaya tekhnika, tekhnologii i mashinostroyeniye. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2021. Vol. 20, no. 3. P. 138–151. doi: 10.18287/2541-7533-2021-20-3-138-151. EDN: EDJBUG. (In Russ.).
  12. Fedotov P. E., Fedotov E. M., Sokolov N. V. [et al.] Sm2Px3Txτ — dinamicheski nagruzhennyy upornyy podshipnik skol’zheniya pri postanovke pryamoy zadachi [Sm2Px3Txτ — Dynamically loaded fluid film thrust bearing with a direct problem statement]: Certificate of State Registration of a Computer Program No. 2020615227 dated May 19, 2020. Moscow: FIPS, 2020. (In Russ.).
  13. Sokolov N. V., Khadiev M. B., Maksimov T. V. [et al.] Mathematical modeling of dynamic processes of lubricating layers thrust bearing turbochargers. Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1158, Issue 4. 042019. doi: 10.1088/1742-6596/1158/4/042019. EDN: WVELOF. (In Engl.).
  14. Sokolov N. V., Khadiev M. B., Fedotov P. E. [et al.] Vliyaniye temperatury podachi smazochnogo materiala na rabotu upornogo podshipnika skol’zheniya [Influence of the lubricant supply temperature on the operation of a thrust sliding bearing]. Vestnik Mashinostroyeniya. 2023. Vol. 102, no. 1. P. 47–55. doi: 10.36652/0042-4633-2023-102-1-47-55. EDN: ZJJHBP. (In Russ.).
  15. Sokolov N. V., Khadiev M. B., Fedotov P. E. [et al.] Vliyaniye nestatsionarnosti na kharakteristiki upornogo podshipnika skol’zheniya [Effect of non-stationarity on the performance of a fluid film thrust bearing]. Tekhnika i tekhnologiya neftekhimicheskogo i neftegazovogo proizvodstva. Oil and Gas Engineering. Omsk, 2024. P. 88–89. EDN: BCIJCB. (In Russ.).
  16. Korovchinsky M. V. Teoreticheskiye osnovy raboty podshipnikov skol’zheniya [Theoretical foundations of a fluid film bearing operation]. Moscow, 1959. 403 p. (In Russ.).
  17. Sokolov N. V., Maksimov T. V., Khadiev M. B. [et al.] Test of a thrust bearing of a multiplier centrifugal compressor. AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. 030016. doi: 10.1063/5.0027306. (In Engl.).
  18. Guzelbaev Ya. Z. Nekotoryye osobennosti dinamicheskikh svoystv tsentrobezhnykh kompressornykh ustanovok i seti [Some peculiarities of dynamic properties of centrifugal compressor units and networks]. Kompressornaya tekhnika i pnevmatika. Compressors and Pneumatics. 2009. No. 2. P. 8–11. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».