Aerodinamik qüvvələri anlamaq
Tərif: Aerodinamik qüvvələr nədir?
Aerodinamik qüvvələr ventilyatorlarda, üfləyicilərdə, kompressorlarda və turbinlərdə hərəkət edən hava və ya qazla fırlanan və sabit komponentlərə təsir edən qüvvələrdir. Bu qüvvələr təzyiq fərqlərindən, axan qazda impulsun dəyişməsindən və maye-struktur qarşılıqlı təsirindən yaranır. Aerodinamik qüvvələrə sabit qüvvələr (təkmə, radial yüklər) və qeyri-sabit qüvvələr (pulsasiyalar) daxildir. bıçağın keçmə tezliyi, turbulentliyə səbəb olan təsadüfi qüvvələr) yaradan vibrasiya, rulmanlara və konstruksiyalara yüklənmə və bəzi hallarda öz-özünə həyəcanlanan qeyri-sabitlik.
Aerodinamik qüvvələr nasoslardakı hidravlik qüvvələrin qaz fazalı ekvivalentidir, lakin əhəmiyyətli fərqlərə malikdir: sıxılma effektləri, təzyiq və temperaturla sıxlığın dəyişməsi və sıxılmayan maye sistemlərində mövcud olmayan rezonanslar və qeyri-sabitlik yarada bilən akustik birləşmə.
Aerodinamik qüvvələrin növləri
1. Təkan qüvvələri
Bıçaq səthlərinə təsir edən təzyiqdən eksenel qüvvələr:
- Mərkəzdənqaçma Fanlar: Təzyiq fərqi girişə doğru itələmə yaradır
- Eksenel Fanlar: Havanın sürətlənməsindən yaranan reaksiya qüvvəsi
- Turbinlər: Qazın genişlənməsi bıçaqlarda böyük itki yaradır
- Böyüklük: Təzyiq artımı və axın sürəti ilə mütənasibdir
- Effekt: Yüklər rulmanlar, yaradır eksenel vibrasiya
2. Radial qüvvələr
Təzyiqlərin qeyri-bərabər paylanmasından yan qüvvələr:
Sabit Radial Qüvvə
- Korpusda/kanal sistemində asimmetrik təzyiq
- Əməliyyat nöqtəsinə görə dəyişir (axın sürəti)
- Dizayn nöqtəsində minimum
- Rulman yükü və 1× vibrasiya yaradır
Fırlanan Radial Qüvvə
- Pervane/rotorda asimmetrik aerodinamik yük varsa
- Güc rotorla fırlanır
- 1× kimi vibrasiya yaradır balanssızlıq
- Mexanik balanssızlıqla birləşə bilər
3. Blade Passing Pulsations
Bıçaq keçid sürətində dövri təzyiq impulsları:
- Tezlik: Bıçaqların sayı × RPM / 60
- Səbəb: Hər bir bıçaq axın sahəsini pozur, təzyiq nəbzini yaradır
- Qarşılıqlı əlaqə: Dönən bıçaqlar və stasionar dayaqlar, qanadlar və ya korpus arasında
- Amplituda: Bıçaqdan statora olan boşluqdan və axın şəraitindən asılıdır
- Effekt: Fan/kompressor tonal səs-küyünün və vibrasiyasının əsas mənbəyi
4. Turbulentliyə səbəb olan qüvvələr
- Təsadüfi qüvvələr: Turbulent burulğanlardan və axının ayrılmasından
- Genişzolaqlı Spektr: Enerji geniş tezlik diapazonunda paylanmışdır
- Axından asılı: Reynolds sayı və dizayndan kənar işləmə ilə artır
- Yorğunluq narahatlığı: Təsadüfi yükləmə komponentlərin yorğunluğuna kömək edir
5. Qeyri-sabit axın qüvvələri
Fırlanan Stall
- Annulus ətrafında fırlanan lokallaşdırılmış axın ayrılması
- Sub-sinxron tezlik (0,2-0,8 × rotor sürəti)
- Şiddətli qeyri-sabit qüvvələr yaradır
- Kompressorlarda aşağı axınlarda tez-tez rast gəlinir
Dalğalanma
- Sistem miqyasında axın rəqsi (irəli və əks axın)
- Çox aşağı tezlik (0,5-10 Hz)
- Son dərəcə yüksək güc amplitüdləri
- Davamlı olarsa kompressorları məhv edə bilər
Aerodinamik mənbələrdən vibrasiya
Bıçaqdan keçmə tezliyi (BPF)
- Dominant aerodinamik vibrasiya komponenti
- Amplituda əməliyyat nöqtəsinə görə dəyişir
- Dizayndan kənar şəraitdə daha yüksəkdir
- Struktur rezonansları həyəcanlandıra bilər
Aşağı tezlikli pulsasiyalar
- Təkrar dövriyyədən, dayanmadan və ya dalğalanmadan
- Çox vaxt şiddətli amplituda (1× vibrasiyadan çox ola bilər)
- Dizayn nöqtəsindən uzaqda işləməyi göstərir
- Əməliyyat şəraitinin dəyişdirilməsini tələb edir
Genişzolaqlı Vibrasiya
- Turbulentlik və axın səs-küyündən
- Yüksək sürət bölgələrində yüksəkdir
- Axın sürəti və turbulentlik intensivliyi ilə artır
- Tonal komponentlərdən daha az aiddir, lakin axın keyfiyyətini göstərir
Mexaniki effektlərlə birləşmə
Aerodinamik-mexaniki qarşılıqlı əlaqə
- Aerodinamik qüvvələr rotoru əyir
- Əyilmə boşluqları dəyişir, aerodinamik qüvvələrə təsir edir
- Birləşdirilmiş qeyri-sabitlik yarada bilər
- Nümunə: Rotorun qeyri-sabitliyinə töhfə verən möhürlərdəki aerodinamik qüvvələr
Aerodinamik amortizasiya
- Hava müqaviməti struktur vibrasiyası üçün sönüm təmin edir
- Ümumiyyətlə müsbət (sabitləşdirici) təsir
- Lakin bəzi axın şəraitində mənfi (sabitsizləşdirici) ola bilər
- Əhəmiyyətli rotor dinamikası turbomaşınların
Dizayn Mülahizələri
Qüvvənin minimuma endirilməsi
- Bıçaq bucaqlarını və məsafəni optimallaşdırın
- Pulsasiyaları azaltmaq üçün diffuzorlardan və ya qanadsız yerdən istifadə edin
- Geniş sabit əməliyyat diapazonu üçün dizayn
- Akustik rezonansların qarşısını almaq üçün bıçaqların sayını nəzərə alın
Struktur Dizayn
- Aerodinamik yüklər və mexaniki yüklər üçün ölçülü rulmanlar
- Şaftın sərtliyi aerodinamik qüvvələr altında əyilmə üçün adekvatdır
- Blade təbii tezlikləri həyəcan mənbələrindən ayrılmışdır
- Təzyiq pulsasiya yükləri üçün nəzərdə tutulmuş korpus və quruluş
Əməliyyat Strategiyaları
Optimal əməliyyat nöqtəsi
- Minimum aerodinamik qüvvələr üçün dizayn nöqtəsinin yaxınlığında işləyin
- Çox aşağı axınlardan çəkinin (resirkulyasiya, dayanma)
- Çox yüksək axınlardan (yüksək sürət, turbulentlik) çəkinin
- Optimal nöqtəni saxlamaq üçün dəyişən sürətdən istifadə edin
Qeyri-sabitliklərdən çəkinin
- Kompressorlarda dalğalanma xəttinin sağında qalın
- Anti-surge nəzarəti həyata keçirin
- Stallın başlanğıcına nəzarət edin
- Fanlar və kompressorlar üçün minimum axın qorunması
Aerodinamik qüvvələr havada hərəkət edən və qazla işləyən avadanlıqların işləməsi və etibarlılığı üçün əsasdır. Bu qüvvələrin iş şəraitindən asılı olaraq necə dəyişdiyini anlamaq, onların vibrasiya imzalarını tanımaq və dizayn nöqtəsinə yaxın əməliyyat vasitəsilə qeyri-sabit aerodinamik qüvvələri minimuma endirmək üçün avadanlığın layihələndirilməsi/işləməsi sənaye xidmətində ventilyatorların, üfleyicilərin, kompressorların və turbinlərin etibarlı, səmərəli işləməsini təmin edir.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 