Untersuchung der Strömungs- und Vermischungsphänomene in schnelllaufenden hydrodynamischen Turbinengleitlagern
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit zeigt eine detaillierte Untersuchung der Strömungs- und Vermischungsphänomene in Turbinengleitlagern. Der Fokus dieser Untersuchung liegt dabei auf den Gleitlagertaschen. Stand der bisherigen Forschung und Technik stellt die Schmierfilmtheorie mit empirischen Korrelationen dar. Diese Vereinfachungen der Schmierfilmtheorie werden in dieser Arbeit durch die Verwendung einer CFD-Berechnung vermieden. Es wird so ein höherer Detaillierungsgrad erreicht. / Fragestellungen im Gleitlager, wie nach dem Maximaltemperaturverhalten in Abhängigkeit vom Vermischungsverhalten in den vorgelagerten Ölversorgungstaschen, lassen sich somit numerisch beantworten. Die Anwendung der Methodik auf ein Turbinengleitlager und ein beispielhaftes Ergebnis werden detailliert gezeigt.
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Schlagworte
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- I–XVI
- 1–7 1 Einleitung 1–7
- 1.1 Hintergrund
- 1.2 Gegenstand der vorliegenden Untersuchung
- 8–21 2 Stand der Forschung 8–21
- 2.1 Wirkungsweise eines Turbinengleitlagers
- 2.1.1 Tribologie
- 2.1.2 Fluidmechanik
- 2.1.3 Ölzuführung zur Schmierung und Kühlung
- 2.1.4 Kavitation
- 2.2 Experimenteller Aufbau eines Turbinengleitlagerprüfstands
- 22–40 3 Modellbildung und numerische Simulation der Gleitlagerströmung 22–40
- 3.1 Modellbildung turbulenter Strömung
- 3.1.1 Reynolds-averaged Navier-StokesSimulation (RANS)
- 3.1.2 Large Eddy Simulation (LES)
- 3.2 MehrphasigeStrömung undKavitation
- 3.3 Energiegleichung und Temperaturabhängigkeiten
- 41–58 4 Gesamtgleitlagerbetrachtung 41–58
- 4.1 NumerischeErgebnisse
- 4.1.1 Thermische Bilanzierung
- 4.1.2 Druckverteilung
- 4.1.3 Füllungsgradfeld
- 4.1.4 Geschwindigkeitsverteilung
- 4.2 Validierung durch experimentelleDaten
- 59–112 5 Lagertaschenbetrachtung 59–112
- 5.1 Konfusor mit einseitig bewegter Berandung
- 5.1.1 CFD-Simulation
- 5.1.2 Experimenteller Versuchsaufbau und Messdaten
- 5.1.3 Validierung der CFD-Ergebnisse
- 5.2 Lagertaschenmodell ohne Frischölzuführung
- 5.2.1 Analytische Betrachtung
- 5.2.2 CFD-Simulation
- 5.2.3 Experimenteller Versuchsaufbau und Messdaten
- 5.2.4 Validierung und Diskussion der Ergebnisse
- 5.3 LagertaschenmodellmitFrischölzuführung
- 5.3.1 CFD-Simulation
- 5.3.2 Experimenteller Versuchsaufbau
- 5.3.3 Validierung und Diskussion der Ergebnisse
- 5.3.4 Vermischung
- 113–130 6 Anwendung der Erkenntnisse auf Turbinengleitlager in Schwerbauweise 113–130
- 6.1 Strömungsphänomene
- 6.1.1 CFD-Simulation
- 6.1.2 Grundlegende Strömungsform der Gleitlagertasche
- 6.1.3 Zuführungsabhängige Strömungsform der Gleitlagertasche
- 6.2 Vermischungsverhalten
- 6.3 Temperaturverteilung
- 131–133 7 Resultate und Diskussion 131–133
- 134–135 8 Zusammenfassung und Ausblick 134–135
- 136–158 Literatur 136–158
