Resumen

Se lleva a cabo una investigación numérica para el flujo entre dos cilindros concéntricos con una separación amplia, relevante para aplicaciones de cámara de cojinetes. Esta configuración de gran abertura ha recibido comparativamente menos atención que las geometrías de cojinete de deslizamiento de abertura estrecha. El flujo en el intersticio entre un cilindro giratorio interior y un cilindro estacionario exterior se ha modelizado como un flujo incompresible utilizando un esquema RANS implícito de volumen finito con el modelo k-ε realizable. El flujo modelo está por encima del número de Taylor crítico en el que se forman vórtices de Taylor axisimétricos contrarrotatorios. Los perfiles de velocidad tangencial en todas las posiciones axiales son diferentes de las aplicaciones típicas de cojinetes de deslizamiento, donde los perfiles de velocidad son cuasilineales. Los resultados predichos conducen a dos conclusiones significativas de impacto en las operaciones de maquinaria rotativa. En primer lugar, la variación axial del gradiente de velocidad tangencial induce una tensión de cizallamiento que varía axialmente, lo que da lugar a bandas locales de mayor aporte de trabajo al fluido de trabajo. Es probable que esto provoque una transferencia de calor no deseada en la superficie en aplicaciones de turbomaquinaria de par elevado. En segundo lugar, es probable que la entrada radial en los límites axiales de la pared del extremo fomente el transporte de residuos a la unión entre el collarín del extremo y el cilindro giratorio, provocando la acumulación de suciedad en la junta.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Turbinas Motores (Mecánica) Turbina eólica Energía cinética Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Turbines Engines Wind turbine Kinetic energy Turbomachine
• Palabras claves:aplicaciones de turbomaquinaria de alto par, esquema rans implícito de volumen finito, geometrías de cojinetes de deslizamiento de intersticio estrecho, aplicaciones típicas de cojinetes de deslizamiento, número de taylor crítico, cilindro estacionario exterior, gradiente de velocidad tangencial, perfiles de velocidad tangencial, transferencia de calor no deseada, configuración de intersticio ancho
• Keywords:high torque turbomachinery applications, implicit finite volume rans scheme, narrow gap journal bearing type geometries, typical journal bearing applications, critical taylor number, outer stationary cylinder, tangential velocity gradient, tangential velocity profiles, unwanted heat transfer, wide gap configuration