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Numerical calculation of the rotordynamic coefficients of a LOX-Turbopump Seal for the LUMEN LOX/LNG demonstrator rocket engine

Müller, Max Axel und Traudt, Tobias und Schlechtriem, Stefan (2021) Numerical calculation of the rotordynamic coefficients of a LOX-Turbopump Seal for the LUMEN LOX/LNG demonstrator rocket engine. Journal of Physics: Conference Series. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1742-6596/1909/1/012049. ISSN 1742-6588.

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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1909/1/012049

Kurzfassung

In rocket engines seals are one of the key elements for a successful turbopump operation. They are not only responsible for reducing the leakage but they also have a huge influence on the rotordynamic behaviour. Depending on the design, the seal on a turbopump impeller can damp or excite rotordynamic instabilities. In this work we present transient 3D CFD simulations of straight gap seals, which are used to determine the rotordynamic coefficients. After that the numerical simulation is extended to characterize the influence of the impeller to housing clearance and swirl brakes on the rotor dynamic coefficients. We show that the inertia term cannot be neglected for the investigated nominal rotational speed of the rotor and high absolute whirl frequency ratios especially for the rotor housing clearance. Finally the coefficients calculated by numerical simulation are used in the equations of motion for a floating ring seal and the equations are solved numerically to do a sensitivity study of a floating ring to variations in axial force, rotor displacement and floating ring mass.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146255/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Numerical calculation of the rotordynamic coefficients of a LOX-Turbopump Seal for the LUMEN LOX/LNG demonstrator rocket engine
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, Max AxelDLR, Institut für Raumfahrtantriebe, Langer Grund, D - 74239 HardthausenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Traudt, TobiasTobias.Traudt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0206-0483NICHT SPEZIFIZIERT
Schlechtriem, StefanStefan.Schlechtriem (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3714-9664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 Mai 2021
Erschienen in:Journal of Physics: Conference Series
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1088/1742-6596/1909/1/012049
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:1742-6588
Status:veröffentlicht
Stichwörter:rocket engine, turbopump, liquid methane, LOX, rotordynamic, seal
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt LUMEN (Liquid Upper Stage Demonstrator Engine)
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebssysteme
Hinterlegt von: Hanke, Michaela
Hinterlegt am:29 Nov 2021 16:43
Letzte Änderung:14 Dez 2023 11:36

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