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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Yong-Bok</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;Dong-Jin</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Tae&#x20;Ho</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Sim,&#x20;Kyuho</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-20T15:06:01Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-20T15:06:01Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2021-09-04</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">This&#x20;paper&#x20;present&#x20;the&#x20;development&#x20;of&#x20;an&#x20;oil-free&#x20;turbocharger&#x20;(TC)&#x20;supported&#x20;on&#x20;gas&#x20;foil&#x20;bearings&#x20;(GFBs)&#x20;and&#x20;its&#x20;performance&#x20;evaluation&#x20;in&#x20;a&#x20;test&#x20;rig&#x20;driven&#x20;by&#x20;a&#x20;diesel&#x20;vehicle&#x20;engine&#x20;(EG).&#x20;The&#x20;rotor-bearing&#x20;system&#x20;was&#x20;designed&#x20;via&#x20;a&#x20;rotordynamic&#x20;analysis&#x20;with&#x20;dynamic&#x20;force&#x20;coefficients&#x20;derived&#x20;from&#x20;the&#x20;analysis&#x20;of&#x20;the&#x20;GFBs.&#x20;The&#x20;developed&#x20;oil-free&#x20;TC&#x20;was&#x20;designed&#x20;using&#x20;a&#x20;hollow&#x20;rotor&#x20;with&#x20;a&#x20;radial&#x20;turbine&#x20;at&#x20;one&#x20;end&#x20;and&#x20;a&#x20;compressor&#x20;wheel&#x20;at&#x20;the&#x20;other&#x20;end,&#x20;a&#x20;center&#x20;housing&#x20;with&#x20;journal&#x20;and&#x20;thrust&#x20;GFBs,&#x20;and&#x20;turbine&#x20;and&#x20;compressor&#x20;casings.&#x20;Preliminary&#x20;tests&#x20;driven&#x20;by&#x20;pressurized&#x20;shop&#x20;air&#x20;at&#x20;room&#x20;temperature&#x20;demonstrated&#x20;relatively&#x20;stable&#x20;operation&#x20;up&#x20;to&#x20;a&#x20;TC&#x20;speed&#x20;of&#x20;90,000&#x20;rpm,&#x20;accompanied&#x20;by&#x20;a&#x20;dominant&#x20;synchronous&#x20;motion&#x20;of&#x20;similar&#x20;to&#x20;20&#x20;mu&#x20;m&#x20;and&#x20;small&#x20;subsynchronous&#x20;motions&#x20;of&#x20;less&#x20;than&#x20;2&#x20;mu&#x20;m&#x20;at&#x20;the&#x20;higher&#x20;end&#x20;of&#x20;the&#x20;speed&#x20;range.&#x20;Under&#x20;realistic&#x20;operating&#x20;conditions&#x20;with&#x20;a&#x20;diesel&#x20;vehicle&#x20;engine&#x20;at&#x20;a&#x20;maximum&#x20;TC&#x20;speed&#x20;of&#x20;136,000&#x20;rpm&#x20;and&#x20;a&#x20;maximum&#x20;EG&#x20;speed&#x20;of&#x20;3140&#x20;rpm,&#x20;EG&#x20;and&#x20;TC&#x20;speeds&#x20;and&#x20;gas&#x20;flow&#x20;properties&#x20;were&#x20;measured.&#x20;The&#x20;measured&#x20;time&#x20;responses&#x20;of&#x20;the&#x20;TC&#x20;speed&#x20;and&#x20;the&#x20;turbine&#x20;inlet&#x20;pressure&#x20;demonstrated&#x20;time&#x20;delays&#x20;of&#x20;similar&#x20;to&#x20;3.9&#x20;and&#x20;similar&#x20;to&#x20;1.3&#x20;s&#x20;from&#x20;that&#x20;of&#x20;the&#x20;EG&#x20;speed&#x20;during&#x20;consecutive&#x20;stepwise&#x20;EG&#x20;speed&#x20;changes,&#x20;implying&#x20;the&#x20;GFB&#x20;friction&#x20;and&#x20;rotor&#x20;inertia&#x20;led&#x20;to&#x20;time&#x20;delays&#x20;of&#x20;similar&#x20;to&#x20;2.6&#x20;s.&#x20;The&#x20;measured&#x20;pressures&#x20;and&#x20;temperatures&#x20;showed&#x20;trends&#x20;following&#x20;second-order&#x20;polynomials&#x20;against&#x20;EG&#x20;speed.&#x20;Regarding&#x20;TC&#x20;efficiency,&#x20;4.3&#x20;kW&#x20;of&#x20;mechanical&#x20;power&#x20;was&#x20;supplied&#x20;by&#x20;the&#x20;turbine&#x20;and&#x20;3.3&#x20;kW&#x20;was&#x20;consumed&#x20;by&#x20;the&#x20;compressor&#x20;at&#x20;the&#x20;top&#x20;speed&#x20;of&#x20;136,000&#x20;rpm,&#x20;and&#x20;the&#x20;power&#x20;loss&#x20;reached&#x20;22%&#x20;of&#x20;the&#x20;turbine&#x20;power.&#x20;Furthermore,&#x20;the&#x20;estimated&#x20;GFB&#x20;power&#x20;losses&#x20;from&#x20;the&#x20;GFB&#x20;analysis&#x20;were&#x20;approximately&#x20;25%&#x20;of&#x20;the&#x20;total&#x20;power&#x20;loss&#x20;at&#x20;higher&#x20;speeds,&#x20;indicating&#x20;the&#x20;remainder&#x20;of&#x20;the&#x20;power&#x20;loss&#x20;resulted&#x20;from&#x20;heat&#x20;transfer&#x20;from&#x20;the&#x20;exhaust&#x20;gas&#x20;to&#x20;the&#x20;surrounding&#x20;solid&#x20;structures.&#x20;Incidentally,&#x20;as&#x20;the&#x20;TC&#x20;speed&#x20;was&#x20;increased&#x20;from&#x20;45,000&#x20;to&#x20;136,000&#x20;rpm,&#x20;the&#x20;estimated&#x20;turbine&#x20;inlet&#x20;power&#x20;increased&#x20;from&#x20;19&#x20;to&#x20;79&#x20;kW,&#x20;the&#x20;compressor&#x20;exit&#x20;power&#x20;increased&#x20;from&#x20;7&#x20;to&#x20;26&#x20;kW,&#x20;and&#x20;the&#x20;TC&#x20;output&#x20;mass&#x20;flow&#x20;rate&#x20;from&#x20;the&#x20;compressor&#x20;increased&#x20;from&#x20;21&#x20;to&#x20;74&#x20;g&#x2F;s.&#x20;The&#x20;average&#x20;TC&#x20;compressor&#x20;exit&#x20;power&#x20;was&#x20;estimated&#x20;at&#x20;similar&#x20;to&#x20;34%&#x20;of&#x20;the&#x20;turbine&#x20;inlet&#x20;power&#x20;over&#x20;this&#x20;range.&#x20;[DOI:&#x20;10.1115&#x2F;1.4004719]</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">JOURNAL&#x20;OF&#x20;ENGINEERING&#x20;FOR&#x20;GAS&#x20;TURBINES&#x20;AND&#x20;POWER-TRANSACTIONS&#x20;OF&#x20;THE&#x20;ASME,&#x20;v.134,&#x20;no.3</dcvalue>
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