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[en] DYNAMICS OF ROTATING MACHINERY IN FLUID-FILM BEARING / [pt] DINÂMICA DE MÁQUINAS ROTATIVAS EM MANCAIS HIDRODINÂMICOS

JAVA ATAYDE PEDREIRA 21 May 2007 (has links)
[pt] Este trabalho analisa a influência dos mancais hidrodinâmicos no comportamento rotodinâmico das turbomáquinas, no que diz respeito na resposta ao desbalanceamento, modos de vibrar e, principalmente, a instabilidade, que tende a manifestar-se em rotações elevadas ou baixas cargas. As propriedades de rigidez e amortecimento do mancal são determinadas a partir da solução analítica da Equação de Reynolds, usando a aproximação do mancal curto. Um procedimento é apresentado para modelagem dinâmica do sistema rotor-mancal. O modelo de elementos finitos inclui a influência da ação giroscópica. A análise rotodinâmica completa de um rotor concebido e projetado para apresentar o fenômeno da instabilidade é feita com auxílio do programa ROMAC da Universiry of Virginia. O programa calcula as propriedades do mancal a partir da solução numérica completa da Equação de Reynolds e o cálculo das velocidades críticas, dos modos e da análise de estabilidade é feito pelo Método dos Elementos Finitos. Finalmente, documenta-se o projeto do protótipo, o estudo realizado e os ensaios desenvolvidos. A partir das medições realizadas, valida-se a solução numérica. / [en] This work analyses the effect of fluid-film bearings on the dynam- ics of turbomachinery with respect to unbalance response, vibration mode shapes and, specially, instability that tends to occur, mainly, at high speeds or light loads. The bearing stffiness and damping bearing properties are calculated using the analytical solution of the Reynolds Equation, based in a short bearing approach. Following, a procedure is presented for the dynamic modelling of rotor-bearing systems based in the Finite Element Method, including the gyroscopic effect. The complete rotordynamic analysis of a rotor designed to undergo instability problem is performed by software ROMAC from University of Virginia. The software predicts the bearing properties by complete numerical solution of Reynolds Equation and critical speeds, mode shapes and stability analysis is performed using the Finite Element Method.Finally, it is presented the design of the rotor kit , accomplished studies and performed tests. The numerical solution is validated by measurements that were made.

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