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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김태호
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2018
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틸팅 패드 저널 베어링은 회전축이 회전할 때 발생하는 유체 동압이 회전축을 부상시켜 지지하는 유체 베어링의 한 종류이다. 또한, 베어링이 회전축과 패드, 피봇, 하우징으로 분할되어 구성되고, 회전축이 회전할 때 각각의 패드가 회전하여 최적의 형상을 유지한다. 이러한 현상으로 회전기기 구동 시 우수한 안정성을 가지며, 고속 회전기기 및 대형 스팀터빈/가스터빈 등에 적용된다. 고 하중을 지지하는 베어링에 대해 초기 구동 및 저속 구동 영역에서 가압된 오일을 주입하여 베어링의 수명 향상을 이끌 수 있다. 본 논문에서는 피봇 강성을 고려하기 위해 4가지 형태의 피봇 형상(로커-백, 볼-소켓, 볼-실린더, 실린더-실린더 피봇)에 대한 Hertzian 접촉 이론을 사용하였으며, 열 해석을 위해 에너지 수송방정식을 이용하였다. 대형 시스템에서 발생하는 난류 효과를 고려하여 Hir’s의 수정된 레이놀즈 방정식을 적용하여 해석을 진행하였다. 또한 유체 동압과 유체 정압이 동시에 이루어지는 하이브리드 틸팅 패드 저널 베어링의 해석을 위해 리세스의 형상을 고려한 유막두께 식을 제시하고, 리세스 내부에서의 압력조건과 리세스 경계에서 유량평형을 통해 모델을 구축하였다. 이러한 모델과 Newton-Raphson 수치해석을 통해 해석을 진행하였으며, 기존 발표된 문헌의 실험결과와 비교를 통해 모델을 검증하였다. 해석결과 오일 주입 유무에 따른 해석결과 오일 주입 시 최소유막두께를 증가시켜 초기 부상효과를 가지고, 최대온도 하락 및 동력손실을 줄어드는 경향을 보인다. 이를 통해 하이브리드 형태의 틸팅 패드 저널 베어링을 사용하여 최소유막두께 증대로 인한 베어링 손상방지 및 동력손실을 감소할 수 있음을 확인하였다. 또한 유체정압 해석 시 리세스의 깊이에 따른 성능을 비교하여 동력손실에 대한 최적의 깊이가 존재함을 해석적으로 확인하였다.
목차
1. 서론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 42. 하이브리드 틸팅 패드 저널 베어링 해석 모델 52.1 틸팅 패드 저널 베어링 52.2 피봇 강성 및 유막두께 모델 62.3 베어링 열유체 해석 모델 92.4 패드 경계조건 및 유량 평형 조건 132.5 오일 주입을 위한 제한기(Restrictor) 모델 152.6 초기 이탈 압력(Breakaway pressure) 모델 173 하이브리드 틸팅 패드 저널 베어링 해석 183.1 레이놀즈 방정식 해석 183.2 베어링 정적 평형 및 동특성 계산 183.3 베어링 해석 흐름도 214. 해석결과 234.1 유체 동압, 정압, 하이브리드 베어링 해석 검증 234.2 리세스의 유무에 따른 해석 및 기존문헌과의 비교 404.3 리세스의 깊이에 따른 해석 비교 475. 결론 51
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