Abstract
Numerical analyses of critical speed and mass unbalance response are performed for a 30 ton thrust turbopump. The stiffness and damping of ball bearings and non-contact seals are quantified under aerodynamic and hydrodynamic loads induced by a fuel pump and turbine. Critical speed margin and tip displacements of the rotating parts are evaluated using a three-dimensional finite element method. The results are used to ensure the soundness of the rotordynamic design using an one-dimensional transfer matrix method. A further study shows that sufficient resonance margin may be assured via controlling the stiffness of the rotor support by employing an additional elastic ring to the bearing support.
30톤 추력급 터보펌프에 대한 회전체 동역학 해석이 수행되었다. 연료펌프와 터빈에 의해서 유발되는 공력 및 수력 하중이 볼 베어링과 비접촉식 실의 강성 및 감쇠 예측을 위하여 고려되었다. 임계 속도의 분리 안전 여유와 회전체 부품의 팁 변위를 예측하기 위하여 임계 속도 해석과 질량 불평형 응답 해석이 수행되었다. 정확한 해석을 위하여 3차원 유한요소법을 사용하였고 1차원 전달함수 행렬법의 결과와 비교하였다. 탄성 링을 추가적으로 장착함으로써 베어링 지지부의 강성 제어를 통하여 충분한 공진 분리 여유의 확보가 가능함을 확인하였다.
