Modelo para Predecir la Ingestión de Aire en los Cojinetes Película Comprimida de Longitud Finita

Abstract

Excesivos niveles de vibración síncrona e inestabilidades del rotor a velocidad subsíncrona son los dos problemas más comunes en rotodinámica. Los cojinetes de película comprimida, mejor conocidos en el idioma inglés como Squeeze Film Dampers (SFDs) han sido desarrollados y
empleados durante años para suprimir o reducir estos problemas en turbomáquinas de alto desempeño, tales como compresores, turbinas de gas y bombas de agua. En operación, el aceite es “desplazado” por el movimiento del muñón, así la presión en la zona opuesta al lado que es presionado, cae a condición sub-ambiente provocando un tipo de cavitación conocida como cavitación de vapor. Por otro lado, si no hay suficiente flujo de alimentación, el movimiento del muñón induce la ingestión de aire. Todo esto conlleva a una mezcla espumosa que reduce severamente el desempeño de los SFDs. A la fecha no existe un modelo que prediga el comportamiento de los SFDs de forma confiable y segura.
Para lograr un mayor acercamiento al entendimiento de los SFDs se resuelve la ecuación de Reynolds que ha mostrado resultados satisfactorios empleando el método de elementos finitos. Una nueva familia de funciones de forma son usadas para simular la mezcla dentro de la película y mejora la
aproximación numérica. Este trabajo cuantifica los efectos de la ingestión de aire en el desempeño de los SFDs de longitud finita.