극저온 터보펌프용 하이브리드 유체 저널 베어링의 해석

Abstract

Hybrid fluid film journal bearings for cryogenic turbopumps are typically operated at a high Reynolds number flow condition. In this study, a FEM model with a large pressure change due to an inertia effect at recess edges in the bearing surface is introduced to advance the accuracy of the bearing characteristics. Static load bearing characteristics, including load capacity and flow rate, lubricated with LOX are predicted at turbopump operating conditions.

극저온 터보펌프에 적용되는 하이브리드 유체 저널 베어링은 작동유체의 특성으로 인해 유동의 레이놀즈수가 높다. 본 연구에서는 정확한 유막의 압력장을 예측하고자 리세스 경계에서 관성 효과로 인해 급격한 압력의 변화를 고려한 유한요소해석 모델을 구성하였다. 유막은 난류 유동과 등온 조건이고, 양쪽 베어링 출구의 압력은 서로 같게 가정하였다. 그리고 터보펌프 작동 환경에서 액체 산소로 윤활되는 하이브리드 유체 저널 베어링의 하중지지력과 소모 유량을 예측하였다.