Cooled pads for tilting-pad bearings : analysis and optimization

The present thesis analyzes the thermal effect on pads extensively used in hydrodynamic bearings, which supports the heavy loads. Large hydro-generator thrust bearings are susceptible to too much thermo-elastic deformation when oil film thickness is subjected to high pressure and temperature, which can even lead to the bearing failure. So as a remedy, this study is an effort towards reducing the oil film temperature by incorporating a suitable forced cooling circuit. The cooling circuit developed is just beneath the superficial coating of the pad. It has been observed that overall temperature can be reduced significantly, as by optimizing the geometry of the circuit and also the maximum deformation is thus reduced.

Si vuole eseguire l'analisi degli effetti termici sui pattini dei cuscinetti idrodinamici usati nelle macchine a "funzionamento intensivo". Nelle macchine idroelettriche di grandi dimensioni si vengono a creare sulla superficie del pattino, notevoli pressioni e andando a sviluppare elevati gradienti termici nel pattino del cuscinetto generando elevate deformazioni termo-elastiche tali da poter indurre il mal funzionamento del cuscinetto. Per ridurre la temperatura del meato d'olio, si è pensato di inserire un circuito forzato di raffreddamento interno al pattino. Il circuito inserito è appena sotto il rivestimento superficiale del pattino. Inoltre è stato effettuato uno studio riguardante la geometria del circuito, tale da massimizzare il calore estratto a parità di portata. E' stato osservata una riduzione significativa della temperatura massima raggiunta dal pattino, quindi del meato d'olio, e una riduzione del gradiente termico sul pattino. Adattando infine il percorso del circuito, ai carichi termici esterni, è inoltre possibile ridurre ulteriormente la deformata massima del pattino.