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http://hdl.handle.net/11422/12150| Type: | Dissertação |
| Title: | Impact of damper seal coefficients in rotor dynamics : uncertainties and optimization |
| Author(s)/Inventor(s): | Silva, Raphael Timbó |
| Advisor: | Ritto, Thiago Gamboa |
| Abstract: | Os selos amortecedores podem ter grande impacto na dinâmica de rotores, mas o cálculo dos valores dos coeficientes de rigidez e amortecimento para este componente é difícil e possui grande incerteza. No presente trabalho, um modelo probabilístico é proposto para modelar os coeficientes do selo, que são dependentes da frequência. Um processo estocástico (indexado na frequência) é construído de forma que o erro do modelo seja levado em consideração. O impacto dessas incertezas no comportamento rotodinâmico de um compressor é analisado. Os coeficientes determinísticos do selo são determinados considerando o modelo ‘bulk-flow’ e valores calculados por um fabricante de compressores baseado em uma extrapolação de dados experimentais. Os resultados obtidos mostram que a incerteza desses coeficientes tem um impacto considerável no comportamento rotodinâmico do compressor, afetando a margem de estabilidade e a resposta ao desbalanceamento. Baseado nesta análise, um procedimento para a otimização robusta do comportamento rotodinâmico do compressor é proposto. Este procedimento considera parâmetros geométricos do selo como variáveis de projeto. Os resultados da otimização robusta mostram que o comprimento do selo e a profundidade das células podem ser alterados com o objetivo de se obter uma melhor resposta ao desbalanceamento. |
| Abstract: | Damper seals can have a significant impact on rotor dynamics, but the calculation of the stiffness and damping coefficients for this component can be challenging and has a high uncertainty. In the present work, a probabilistic model is proposed to model the seal coefficients, which are frequency-dependent. We develop a stochastic process (frequency indexed) so that the uncertainty in the model is taken into account. The impact of these uncertainties on the rotordynamic behavior of a compressor is analyzed. The deterministic coefficients of the seal are determined considering a bulk-flow model and values calculated by a compressor vendor based on the extrapolation of experimental data. The obtained results show that the uncertainty of these coefficients have a considerable impact on the compressor rotordynamic behavior, affecting the stability margin and the unbalance response. Based on this analysis, a procedure for the robust optimization of the compressor rotordynamic behavior is proposed. This procedure considers the seal geometric parameters as design variables. The results for the robust optimization show that the seal length and the cell hole depth can be modified to improve the unbalance response. |
| Keywords: | Compressor Incertezas |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Oct-2018 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | eng |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | Engenharia Mecânica |
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