General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor
There is a constant demand for higher equipment parameters, such as pressure of a sealing medium and shaft rotation speed. However, as the parameters rise it becomes more difficult to ensure hermetization efficiency. Moreover, sealing systems affect the overall operational safety of the equipment, e...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2022
|
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/255782 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Репозитарії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-255782 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| format |
Article |
| author |
Шевченко, С. С. |
| spellingShingle |
Шевченко, С. С. General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor |
| author_facet |
Шевченко, С. С. |
| author_sort |
Шевченко, С. С. |
| title |
General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor |
| title_short |
General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor |
| title_full |
General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor |
| title_fullStr |
General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor |
| title_full_unstemmed |
General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor |
| title_sort |
general approach to modeling of non-contact seals and their effect on the dynamics of a centrifugal machine rotor |
| title_alt |
Общий подход к моделированию бесконтактных уплотнений и их влияние на динамику ротора центробежной машины Загальний підхід до моделювання безконтактних ущільнень та їх вплив на динаміку ротора відцентрової машини |
| description |
There is a constant demand for higher equipment parameters, such as pressure of a sealing medium and shaft rotation speed. However, as the parameters rise it becomes more difficult to ensure hermetization efficiency. Moreover, sealing systems affect the overall operational safety of the equipment, especially vibratory. Non-contact seals are considered as hydrostatodynamic supports that can effectively damp rotor oscillations. Models of an impulse and a groove seals, models of rotor-seals system and rotor-auto-unloading system, model of a shaftless pump are studied to evaluate an effect of these sealing systems on oscillatory characteristics of rotor. Analytical dependencies for computation the dynamic characteristics of impulse seals, hydromechanical systems rotor-seals and rotor-auto-unloading, as well as shaftless pumps are obtained. These dependencies describe the radial-angular vibrations of a centrifugal machine rotor in seals-supports. Equations for computation the amplitude-frequency characteristics are given. The directions of improving the оperational safety of critical pumping equipment by purposefully increasing the rigidity of non-contact seals that leads to higher rotor vibration stability have been determined. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/255782 |
| work_keys_str_mv |
AT ševčenkoss generalapproachtomodelingofnoncontactsealsandtheireffectonthedynamicsofacentrifugalmachinerotor AT ševčenkoss obŝijpodhodkmodelirovaniûbeskontaktnyhuplotnenijiihvliânienadinamikurotoracentrobežnojmašiny AT ševčenkoss zagalʹnijpídhíddomodelûvannâbezkontaktnihuŝílʹnenʹtaíhvplivnadinamíkurotoravídcentrovoímašini |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:39Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:39Z |
| _version_ |
1800670365452599296 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-2557822022-04-29T13:17:47Z General Approach to Modeling of Non-Contact Seals and Their Effect on the Dynamics of a Centrifugal Machine Rotor Общий подход к моделированию бесконтактных уплотнений и их влияние на динамику ротора центробежной машины Загальний підхід до моделювання безконтактних ущільнень та їх вплив на динаміку ротора відцентрової машини Шевченко, С. С. There is a constant demand for higher equipment parameters, such as pressure of a sealing medium and shaft rotation speed. However, as the parameters rise it becomes more difficult to ensure hermetization efficiency. Moreover, sealing systems affect the overall operational safety of the equipment, especially vibratory. Non-contact seals are considered as hydrostatodynamic supports that can effectively damp rotor oscillations. Models of an impulse and a groove seals, models of rotor-seals system and rotor-auto-unloading system, model of a shaftless pump are studied to evaluate an effect of these sealing systems on oscillatory characteristics of rotor. Analytical dependencies for computation the dynamic characteristics of impulse seals, hydromechanical systems rotor-seals and rotor-auto-unloading, as well as shaftless pumps are obtained. These dependencies describe the radial-angular vibrations of a centrifugal machine rotor in seals-supports. Equations for computation the amplitude-frequency characteristics are given. The directions of improving the оperational safety of critical pumping equipment by purposefully increasing the rigidity of non-contact seals that leads to higher rotor vibration stability have been determined. Потребности в повышении параметров оборудования, таких как давление уплотняемой среды и скорость вращения вала, постоянно растут. Однако с ростом параметров становится все труднее обеспечить эффективность герметизации. Кроме того, уплотнительные системы влияют на общую безопасность эксплуатации оборудования, особенно вибрационную. Бесконтактные уплотнения рассматриваются как гидростатодинамические опоры, способные эффективно гасить колебания ротора. Для оценки влияния этих уплотнительных систем на колебательные характеристики ротора исследуются модели импульсного и щелевого уплотнений, модели систем ротор-уплотнения и ротор-авторазгрузка, модель безвального насоса. Получены аналитические зависимости для расчета динамических характеристик импульсных уплотнений, гидромеханических систем ротор-уплотнение и ротор-авторазгрузка, а также безвальных насосов. Эти зависимости описывают радиально-угловые колебания ротора центробежной машины в уплотнениях-опорах. Приведены уравнения для расчета амплитудно-частотных характеристик. Определены направления повышения эксплуатационной безопасности ответственного насосного оборудования за счет целенаправленного повышения жесткости бесконтактных уплотнений, что приводит к повышению виброустойчивости ротора. Існує постійний попит на більш високі параметри обладнання, такі як тиск ущільнювального середовища та швидкість обертання вала. Однак із зростанням параметрів стає важче забезпечити ефективність герметизації. Крім того, системи ущільнення впливають на загальну безпеку експлуатації обладнання, особливо вібраційну. Безконтактні ущільнення розглядаються як гідростатодинамічні опори, які можуть ефективно гасити коливання ротора. Для оцінки впливу систем ущільнення на коливальні характеристики ротора досліджено моделі імпульсних і щілинних ущільнень, моделі системи ущільнення-ротор і системи ротор-авторозвантаження, модель безвального насоса. Отримано аналітичні залежності для розрахунку динамічних характеристик імпульсних ущільнень, гідромеханічних систем ротор-ущільнення та ротор-авторозвантаження, а також безвальних насосів. Ці залежності описують радіально-кутові коливання ротора відцентрової машини в ущільненнях-опорах. Наведено рівняння для розрахунку амплітудно-частотних характеристик. Визначено напрямки підвищення експлуатаційної безпеки відповідального насосного обладнання шляхом цілеспрямованого підвищення жорсткості безконтактних ущільнень, що призводить до підвищення вібраційної стійкості ротора. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2022-04-29 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/255782 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 25 No. 1 (2022); 32-39 Проблемы машиностроения; Том 25 № 1 (2022); 32-39 Проблеми машинобудування; Том 25 № 1 (2022); 32-39 2709-2992 2709-2984 en https://journals.uran.ua/jme/article/view/255782/252896 Copyright (c) 2022 С. С. Шевченко http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |