avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2025-9-1-14-23LBTDNPavroen-18Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGПереходные режимы работы упорного подшипника скольжения компрессорной машиныTransient operating modes of fluid film thrust bearing of a compressor machinehttps://orcid.org/0009-0001-2657-9503СоколовН. В.SokolovN. V.

СОКОЛОВ Николай Викторович, кандидат тех­нических наук, доцент (Россия), доцент кафедры низкотемпературной и компрессорной техники и технологии Института химического и нефтяно­го машиностроения; главный специалист АО «НИИтурбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа», Группа ГМС

420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68

AuthorID (РИНЦ): 871154

AuthorID (SCOPUS): 57194337606

SOKOLOV Nikolay Viktorovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Low-Temperature and Compressor Engineering and Technology Department at the Institute of Chemical and Petroleum Engineering; Chief Specialist, JSC «NIIturbocompressor named after V. B. Shnepp», HMS Group

Kazan, K. Marks Str., 68, 420015

AuthorID (RSCI): 871154

AuthorID (SCOPUS): 57194337606

sokol-88@list.ruХадиевМ. Б.KhadievM. B.

ХАДИЕВ Муллагали Бариевич, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры низ­котемпературной и компрессорной техники и тех­нологии

420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68

AuthorID (РИНЦ): 463657

KHADIEV Mullagali Barievich, Doctor of the Technical Sciences, Professor, Professor of Low-Temperature and Compressor Engineering and Technology Department at the Institute of Chemical and Petroleum Engineering, KNRTU

Kazan, K. Marks Str., 68, 420015

AuthorID (RSCI): 463657

mullagali@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3398-7505ФедотовП. Е.FedotovP. E.

ФЕДОТОВ Павел Евгеньевич, ассистент кафедры прикладной математики и искусственного ин­теллекта Института вычислительной математики и информационных технологий; инженер ООО «АСТ Поволжье»

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 35

420107, г. Казань, ул. Петербургская, 50

AuthorID (РИНЦ): 1133146

AuthorID (SCOPUS): 57208104471

FEDOTOV Pavel Evgenievich, Assistant of the Applied Mathematics and Artificial Intelligence Department of the Institute of Computational Mathematics and Information Technologies; Engineer, AST Volga Region LLC

Kazan, Kremlevskaya Str., 35, 420008

Kazan, Peterburgskaya Str., 50, 420107

AuthorID (RSCI): 1133146

AuthorID (SCOPUS): 57208104471

paulfedotov@mail.ruФедотовЕ. М.FedotovE. M.

ФЕДОТОВ Евгений Михайлович, доктор физико-математических наук, доцент (Россия), заместитель генерального директора ООО «АСТ Поволжье»

420107, г. Казань, ул. Петербургская, 50

AuthorID (РИНЦ): 11974

AuthorID (SCOPUS): 8833459800

FEDOTOV Evgeny Mikhailovich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Deputy General Director, AST Volga Region LLC

Kazan, Peterburgskaya Str., 50, 420107

AuthorID (RSCI): 11974

AuthorID (SCOPUS): 8833459800

eugeny.fedotov@mail.ruКазанский национальный исследовательский технологический университетРоссияKazan National Research Technological UniversityRussian FederationКазанский (Приволжский) федеральный университет; ООО «АСТ Поволжье»РоссияKazan (Volga Region) Federal University; AST Volga Region LLCRussian FederationООО «АСТ Поволжье»РоссияAST Volga Region LLCRussian Federation202530032025911423Copyright © Соколов Н.В., Хадиев М.Б., Федотов П.Е., Федотов Е.М., 20252025Соколов Н.В., Хадиев М.Б., Федотов П.Е., Федотов Е.М.Sokolov N.V., Khadiev M.B., Fedotov P.E., Fedotov E.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/18

В статье представлены численные исследования влияния переходных режимов работы упорного подшипника скольжения с неподвижными подушками центробежного или винтового компрессо­ра. Исследуется изменение несущей способности подшипника, максимальной температуры смаз­ки и потерь мощности при изменении частоты вращения упорного диска ротора. Обнаружен скачок несущей способности и потерь мощности в первых секундах разгона упорного диска и низкой вязкости смазки при температуре подачи. Исследовано изменение несущей способно­сти упорного подшипника при одновременном выбеге ротора и непрерывном мягком помпаже центробежного компрессора. Отмечено возникновение некоторого разрежения на рабочей по­верхности подушки при остановке и продолжающемся гармоническом осевом перемещении упорного диска.

The article presents numerical studies of the effect of transient modes of operation of a fixed pad thrust bearing of a centrifugal or screw compressor. The change in the bearing capacity, maximum lubricant temperature and power losses with a change in the rotational speed of the rotor collar is investigated. A jump in the bearing capacity and power losses in the first seconds of acceleration of the collar and low viscosity of the lubricant at the feed temperature is detected. The change in the bearing capacity of the thrust bearing with simultaneous rotor runout and continuous surge of the centrifugal compressor is studied. The occurrence of some vacuum on the working surface of the pad during stop and continued harmonic axial movement of the collar is noted.

компрессорупорный подшипникпереходный режимпомпажчастота враще­ниянесущая способностьмаксимальная температурапотери мощности.compressorthrust bearingtransient modesurgerotational speedbearing capacitymaximum temperaturepower losses.ReferencesХисамеев И. Г., Максимов В. А., Баткис Г. С. [и др.] Проектирование и эксплуатация промышленных центро­бежных компрессоров: моногр. Казань: ФЭН, 2010. 671 с. ISBN 978-5-9690-0165-7.Khisameev I. G., Maksimov V. A., Batkis G. S. [et al.] Proyektirovaniye i ekspluatatsiya promyshlennykh tsentrobezhnykh kompressorov [Design and operation of industrial centrifugal compressors]. Kazan, 2010. 671 p. ISBN 978-5-9690-0165-7. (In Russ.).Sparks C. R. On the transient interaction of centrifugal compressors and their piping systems // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1983. Vol. 105 (4). P. 891–901. DOI: 10.1115/1.3227498.Sparks C. R. On the transient interaction of centrifugal compressors and their piping systems. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1983. Vol. 105 (4). P. 891–901. DOI: 10.1115/1.3227498. (In Engl.).Хадиев М. Б., Хамидуллин И. В. Компрессоры в техно­логических процессах. Расчет подшипников скольжения цен­тробежных и винтовых компрессоров: моногр. Казань: Изд-во КНИТУ, 2021. 260 с. ISBN 978-5-7882-3004-7.Khadiev M. B., Khamidullin I. V. Kompressory v tekhnologicheskikh protsessakh. Raschet podshipnikov skol’zheniya tsentrobezhnykh i vintovykh kompressorov [Compressors in technological processes. Calculation of sliding bearings of centrifugal and screw compressors]. Kazan, 2021. 260 p. ISBN 978-5-7882-3004-7. (In Russ.).Ettles C. M., Seyler J., Bottenschein M. Some effects of start-up and shut-down on thrust bearing assemblies in hydrogenerators // Journal of Tribology. 2003. Vol. 125 (4). P. 824–832. DOI: 10.1115/1.1576428.Ettles C. M., Seyler J., Bottenschein M. Some effects of start-up and shut-down on thrust bearing assemblies in hydrogenerators. Journal of Tribology. 2003. Vol. 125 (4). P. 824–832. DOI: 10.1115/1.1576428. (In Engl.).Ettles C. M. Size effects in tilting pad thrust bearings // Wear. 1980. Vol. 59 (1). P. 231–245. DOI: 10.1016/0043-1648(80)90281-1.Ettles C. M. Size effects in tilting pad thrust bearings. Wear. 1980. Vol. 59 (1). P. 231–245. DOI: 10.1016/0043-1648(80)90281-1. (In Engl.).Pajączkowski P., Schubert A., Wasilczuk M. [et al.] Simulation of large thrust-bearing performance at transient states, warm and cold start-up // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2014. Vol. 228 (1). P. 96–103. DOI: 10.1177/1350650113500483.Pajączkowski P., Schubert A., Wasilczuk M. [et al.] Simulation of large thrust-bearing performance at transient states, warm and cold start-up. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2014. Vol. 228 (1). P. 96–103. DOI: 10.1177/1350650113500483. (In Engl.).Fillon M., Frene J., Monmousseau P. Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings — application to bearing seizure // Journal of Tribology. 1998. Vol. 120 (2). P. 319–324. DOI: 10.1115/1.2834429.Fillon M., Frene J., Monmousseau P. Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings — application to bearing seizure. Journal of Tribology. 1998. Vol. 120 (2). P. 319–324. DOI: 10.1115/1.2834429. (In Engl.).Fillon M., Frene J., Monmousseau P. Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings — comparison between experimental data and theoretical results // Journal of Tribology. 1997. Vol. 119 (3). P. 401–407. DOI: 10.1115/1.2833501.Fillon M., Frene J., Monmousseau P. Transient thermoelastohydrodynamic study of tilting-pad journal bearings — comparison between experimental data and theoretical results. Journal of Tribology. 1997. Vol. 119 (3). P. 401–407. DOI: 10.1115/1.2833501. (In Engl.).Урасов П. Г. Пусковые режимы подпятников гидроге­ нераторов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Харьков, 1980. 25 с.Urasov P. G. Puskovyye rezhimy podpyatnikov gidrogeneratorov [Starting modes of thrust bearings of hydrogenerators]. Kharkov, 1980. 25 p. (In Russ.).Heshmat H., Pinkus O. Mixing inlet temperatures in hydrodynamic bearings // Journal of Tribology. 1986. Vol. 108 (2). P. 231–244. DOI: 10.1115/1.3261168.Heshmat H., Pinkus O. Mixing inlet temperatures in hydrodynamic bearings. Journal of Tribology. 1986. Vol. 108 (2). P. 231–244. DOI: 10.1115/1.3261168. (In Engl.).Соколов Н. В., Хадиев М. Б., Федотов П. Е. [и др.] Трёхмерное периодическое термоупругое гидродинамическое моделирование гидродинамических процессов упорного под­шипника скольжения // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т. 20, № 3. С. 138–151. DOI: 10.18287/2541-7533-2021-20-3-138-151. EDN: EDJBUG.Sokolov N. V., Fedotov P. E., Khadiev M. B. [et al.] Trekhmernoye periodicheskoye termouprugogidrodinamicheskoye modelirovaniye gidrodinamicheskikh protsessov upornogo podshipnika skol’zheniya [Three-dimensional periodic thermoelastichydrodynamic modeling of hydrodynamic processes of a thrust bearing]. Vestnik Samarskogo universiteta. Aerokosmicheskaya tekhnika, tekhnologii i mashinostroyeniye. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2021. Vol. 20, no. 3. P. 138–151. DOI: 10.18287/2541-7533-2021-20-3-138-151. EDN: EDJBUG. (In Russ.).Федотов П. Е., Федотов Е. М., Соколов Н. В. [и др.]. Sm2Px3Txτ — динамически нагруженный упорный подшип­ник скольжения при постановке прямой задачи: свидетель­ство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020615227 от 19.05.2020. Бюл. № 5. Москва: ФИПС, 2020.Fedotov P. E., Fedotov E. M., Sokolov N. V. [et al.] Sm2Px3Txτ — dinamicheski nagruzhennyy upornyy podshipnik skol’zheniya pri postanovke pryamoy zadachi [Sm2Px3Txτ — Dynamically loaded fluid film thrust bearing with a direct problem statement]: Certificate of State Registration of a Computer Program No. 2020615227 dated May 19, 2020. Moscow: FIPS, 2020. (In Russ.).Sokolov N. V., Khadiev M. B., Maksimov T. V. [et al.] Mathematical modeling of dynamic processes of lubricating layers thrust bearing turbochargers // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1158, Issue 4. 042019. DOI: 10.1088/1742-6596/1158/4/042019. EDN: WVELOF.Sokolov N. V., Khadiev M. B., Maksimov T. V. [et al.] Mathematical modeling of dynamic processes of lubricating layers thrust bearing turbochargers. Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1158, Issue 4. 042019. DOI: 10.1088/1742-6596/1158/4/042019. EDN: WVELOF. (In Engl.).Соколов Н. В., Хадиев М. Б., Федотов П. Е. [и др.] Влияние температуры подачи смазочного материала на работу упорного подшипника скольжения // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102, № 1. С. 47–55. DOI: 10.36652/0042-4633-2023-102-1-47-55. EDN: ZJJHBP.Sokolov N. V., Khadiev M. B., Fedotov P. E. [et al.] Vliyaniye temperatury podachi smazochnogo materiala na rabotu upornogo podshipnika skol’zheniya [Influence of the lubricant supply temperature on the operation of a thrust sliding bearing]. Vestnik Mashinostroyeniya. 2023. Vol. 102, no. 1. P. 47–55. DOI: 10.36652/0042-4633-2023-102-1-47-55. EDN: ZJJHBP. (In Russ.).Соколов Н. В., Хадиев М. Б., Федотов П. Е. [и др.] Вли­яние нестационарности на характеристики упорного подшип­ника скольжения // Техника и технология нефтехимическо­го и нефтегазового производства: материалы XIV Междунар. науч.-техн. конф. Омск, 2024. С. 88–89. EDN: BCIJCB.Sokolov N. V., Khadiev M. B., Fedotov P. E. [et al.] Vliyaniye nestatsionarnosti na kharakteristiki upornogo podshipnika skol’zheniya [Effect of non-stationarity on the performance of a fluid film thrust bearing]. Tekhnika i tekhnologiya neftekhimicheskogo i neftegazovogo proizvodstva. Oil and Gas Engineering. Omsk, 2024. P. 88–89. EDN: BCIJCB. (In Russ.).Коровчинский М. В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. Москва: Машгиз, 1959. 403 с.Korovchinsky M. V. Teoreticheskiye osnovy raboty podshipnikov skol’zheniya [Theoretical foundations of a fluid film bearing operation]. Moscow, 1959. 403 p. (In Russ.).Sokolov N. V., Maksimov T. V., Khadiev M. B. [et al.] Test of thrust bearing of a multiplier centrifugal compressor // AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. 030016. DOI: 10.1063/5.0027306.Sokolov N. V., Maksimov T. V., Khadiev M. B. [et al.] Test of a thrust bearing of a multiplier centrifugal compressor. AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. 030016. DOI: 10.1063/5.0027306. (In Engl.).Гузельбаев Я. З. Некоторые особенности динамических свойств центробежных компрессорных установок и сети // Компрессорная техника и пневматика. 2009. № 2. С. 8–11. EDN: KZKLPD.Guzelbaev Ya. Z. Nekotoryye osobennosti dinamicheskikh svoystv tsentrobezhnykh kompressornykh ustanovok i seti [Some peculiarities of dynamic properties of centrifugal compressor units and networks]. Kompressornaya tekhnika i pnevmatika. Compressors and Pneumatics. 2009. No. 2. P. 8–11. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.