מהם כוחות אווירודינמיים? עומסי מאוורר וטורבינה • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" למכונות ריסוק דינמיות, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים מהם כוחות אווירודינמיים? עומסי מאוורר וטורבינה • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" למכונות ריסוק דינמיות, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים

מהם כוחות אווירודינמיים? עומסי מאווררים וטורבינות

פורסם על ידי admin ב-

הבנת כוחות אווירודינמיים

הגדרה: מהם כוחות אווירודינמיים?

כוחות אווירודינמיים הם כוחות המופעלים על רכיבים מסתובבים ונייחים במאווררים, מפוחים, מדחסים וטורבינות על ידי תנועת אוויר או גז. כוחות אלה נובעים מהפרשי לחצים, שינויי תנע בגז הזורם ואינטראקציות בין נוזל למבנה. כוחות אווירודינמיים כוללים כוחות יציבים (דחף, עומסים רדיאליים) וכוחות לא יציבים (פעימות ב תדירות מעבר הלהב, כוחות אקראיים הנגרמים על ידי טורבולנציה) היוצרים רֶטֶט, עומס על מיסבים ומבנים, ובמקרים מסוימים, אי יציבות עקב עירור עצמי.

כוחות אווירודינמיים הם המקבילה בשלב הגז לכוחות הידראוליים במשאבות, אך עם הבדלים חשובים: השפעות דחיסות, שינויי צפיפות עם לחץ וטמפרטורה, וצימוד אקוסטי שיכול ליצור תהודות וחוסר יציבות שאינן קיימות במערכות נוזלים בלתי דחיסות.

סוגי כוחות אווירודינמיים

1. כוחות דחף

כוחות ציריים כתוצאה מלחץ הפועל על משטחי הלהב:

  • מאווררים צנטריפוגליים: הפרש הלחצים יוצר דחף לכיוון הכניסה
  • מאווררים ציריים: כוח תגובה מתאוצת אוויר
  • טורבינות: התפשטות גז יוצרת דחף גדול על הלהבים
  • גוֹדֶל: פרופורציונלי לעליית הלחץ ולקצב הזרימה
  • אֵפֶקְט: עומסים מיסבי דחף, יוצר רטט צירי

2. כוחות רדיאליים

כוחות רוחביים כתוצאה מחלוקת לחץ לא אחידה:

כוח רדיאלי קבוע

  • לחץ אסימטרי בדיור/צינורות
  • משתנה בהתאם לנקודת ההפעלה (קצב הזרימה)
  • מינימום בנקודת התכנון
  • יוצר עומס מיסבים ורעידות של × 1

כוח רדיאלי מסתובב

3. פעימות מעבר להב

פולסי לחץ מחזוריים בקצב מעבר הלהב:

  • תֶדֶר: מספר להבים × סל"ד / 60
  • לִגרוֹם: כל להב מפריע לשדה הזרימה, יוצר פולס לחץ
  • אינטראקציה: בין להבים מסתובבים לבין תמוכות, כנפי עץ או בית נייחים
  • מִשׂרַעַת: תלוי במרווח בין הלהב לסטטור ובתנאי הזרימה
  • אֵפֶקְט: מקור עיקרי לרעש ורעידות צליל של מאוורר/מדחס

4. כוחות הנגרמים על ידי טורבולנציה

  • כוחות אקראיים: ממערבולות סוערות והפרדת זרימה
  • ספקטרום פס רחב: אנרגיה המפוזרת על פני טווח תדרים רחב
  • תלוי זרימה: עולה עם מספר ריינולדס ותפעול מחוץ לתכנון
  • דאגה מעייפות: עומס אקראי תורם לעייפות רכיבים

5. כוחות זרימה לא יציבים

דוכן מסתובב

  • הפרדת זרימה מקומית מסתובבת סביב הטבעת
  • תדר תת-סינכרוני (מהירות רוטור × 0.2-0.8)
  • יוצר כוחות לא יציבים קשים
  • נפוץ בזרימה נמוכה במדחסים

לְהִתְנַחְשֵׁל

  • תנודת זרימה כלל-מערכתית (זרימה קדימה ואחורה)
  • תדר נמוך מאוד (0.5-10 הרץ)
  • אמפליטודות כוח גבוהות במיוחד
  • עלול להרוס מדחסים אם הוא מתמשך

רעידות ממקורות אווירודינמיים

תדירות מעבר להב (BPF)

  • רכיב הרטט האווירודינמי הדומיננטי
  • משרעת משתנה עם נקודת הפעולה
  • גבוה יותר בתנאים שאינם מתוכננים
  • יכול לעורר תהודות מבניות

פעימות בתדר נמוך

  • מסירקולציה, עצירה או נחשול
  • לעיתים קרובות אמפליטודה חמורה (יכולה לעלות על רטט של פי 1)
  • מציין פעולה רחוקה מנקודת התכנון
  • דורש שינויים בתנאי התפעול

רטט בפס רחב

  • מערבולות ורעשי זרימה
  • מוגבה באזורים בעלי מהירות גבוהה
  • עולה עם קצב הזרימה ועוצמת הטורבולנציה
  • פחות מדאיג מאשר רכיבים טונאליים אך מעיד על איכות הזרימה

צימוד עם השפעות מכניות

אינטראקציה אווירודינמית-מכנית

  • כוחות אווירודינמיים מסיטים את הרוטור
  • סטייה משנה את המרווחים, ומשפיעה על הכוחות האווירודינמיים
  • יכול ליצור אי יציבות מצומדת
  • דוגמה: כוחות אווירודינמיים באטמים התורמים לחוסר יציבות הרוטור

שיכוך אווירודינמי

  • התנגדות אוויר מספקת ריסון לרעידות מבניות
  • השפעה חיובית (מייצבת) בדרך כלל
  • אבל יכול להיות שלילי (מערער יציבות) בתנאי זרימה מסוימים
  • חשוב ב דינמיקת הרוטור של טורבו-מכונות

שיקולי עיצוב

מזעור כוח

  • אופטימיזציה של זוויות הלהבים והמרווחים
  • השתמשו במפזרים או בחלל ללא כנפי חימום כדי להפחית פעימות
  • עיצוב לטווח פעולה רחב ויציב
  • יש לקחת בחשבון את מספר הלהבים כדי למנוע תהודה אקוסטית

תכנון מבני

  • מיסבים בגודל מתאים לעומסים אווירודינמיים בתוספת עומסים מכניים
  • קשיחות פיר מספקת לסטייה תחת כוחות אווירודינמיים
  • תדרים טבעיים של הלהב מופרדים ממקורות עירור
  • מעטפת ומבנה המיועדים לעומסי פעימות לחץ

אסטרטגיות תפעוליות

נקודת הפעלה אופטימלית

  • לפעול ליד נקודת התכנון עבור כוחות אווירודינמיים מינימליים
  • הימנעו מזרימה נמוכה מאוד (מחזור, עצירה)
  • הימנעו מזרימה גבוהה מאוד (מהירות גבוהה, טורבולנציה)
  • השתמש במהירות משתנה כדי לשמור על נקודה אופטימלית

הימנעו מחוסר יציבות

  • הישאר מימין לצינור העלייה במדחסים
  • הטמע בקרת נגד נחשולי מתח
  • לפקח על תחילת דוכן
  • הגנה מפני זרימה מינימלית עבור מאווררים ומדחסים

כוחות אווירודינמיים הם בסיסיים לתפעול ולאמינות של ציוד להזזת אוויר וטיפול בגז. הבנת האופן שבו כוחות אלה משתנים בהתאם לתנאי ההפעלה, זיהוי חתימות הרטט שלהם ותכנון/הפעלה של ציוד למזעור כוחות אווירודינמיים לא יציבים באמצעות פעולה קרובה לנקודת התכנון מבטיחים ביצועים אמינים ויעילים של מאווררים, מפוחים, מדחסים וטורבינות בשירות תעשייתי.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ