מהי תהודה של להב? רטט של מאוורר וטורבינה • מאזן נייד, מנתח רטט "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחים, מקדחים על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים רוטורים מהי תהודה של להב? רטט של מאוורר וטורבינה • מאזן נייד, מנתח רטט "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחים, מקדחים על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים רוטורים

מהי תהודה של להבים? רטט של מאוורר וטורבינה

פורסם על ידי admin ב-

הבנת תהודת הלהב

הגדרה: מהי תהודה להב?

תהודה של הלהב הוא תְהוּדָה מצב שבו להבים או כנפי להב בודדים במאווררים, מדחסים, טורבינות או משאבות רוטטים באחד מהם תדרים טבעיים בתגובה לעירור מכוחות אווירודינמיים, ויברציות מכניות או השפעות אלקטרומגנטיות. כאשר תדר העירור תואם לתדר הטבעי של הלהב, הלהב עובר תנודה מוגברת באופן דרמטי, ויוצר מאמצים מתחלפים גבוהים שיכולים להוביל למחזורי תנועה גבוהים. עייפות סדקים ובסופו של דבר כשל להב.

תהודה של להב מסוכנת במיוחד משום שייתכן שרטט של להבים בודדים לא ניתן לזהות באמצעות מדידות רטט סטנדרטיות של בית המיסב, אך הלהב עצמו חווה רמות מאמץ הרסניות. זהו שיקול עיצובי קריטי במכונות טורבו ויכול להתרחש במאווררים תעשייתיים אם תנאי ההפעלה משתנים מכוונת התכנון.

תדרים טבעיים של להב

מצבים בסיסיים

לכל להב יש מספר מצבי רטט:

מצב כיפוף ראשון

  • כיפוף שלוחה פשוט (תזוזה של קצה הלהב)
  • התדר הטבעי הנמוך ביותר
  • הכי בקלות להתרגש
  • טווח אופייני: 100-2000 הרץ בהתאם לגודל הלהב ולקשיחותו

מצב כיפוף שני

  • כיפוף עקומת S עם נקודת צומת
  • תדר גבוה יותר (בדרך כלל 3-5× מצב ראשון)
  • פחות נרגש אבל אפשרי

מצב פיתול

  • להב מסתובב סביב צירו
  • התדירות תלויה בגיאומטריה של הלהב ובחיבורו
  • יכול להיות מעורר על ידי כוחות אווירודינמיים לא יציבים

גורמים המשפיעים על תדר טבעי של הלהב

  • אורך להב: להבים ארוכים יותר בעלי תדרים נמוכים יותר
  • עוֹבִי: להבים עבים יותר, נוקשים יותר, תדרים גבוהים יותר
  • חוֹמֶר: נוקשות וצפיפות משפיעות על התדירות
  • הַרכָּבָה: נוקשות ההתקשרות משפיעה על תנאי הגבול
  • הקשחה צנטריפוגלית: במהירויות גבוהות, כוחות צנטריפוגליים מגבירים את הנוקשות הנראית לעין

מקורות עירור

עירור אווירודינמי

הפרעות במעלה הזרם

  • תמוכות תמיכה או גלגלי הנחיה במעלה הזרם ויוצרים שובל
  • מספר הפרעות × מהירות הרוטור = תדר עירור
  • אם תואם את תדר הלהב → תהודה

טורבולנציה של זרימה

  • זרימה לא יציבה היוצרת עירור אקראי
  • יכול לעורר מצבי להב אם האנרגיה בתדר הנכון
  • נפוץ בפעולה מחוץ לתכנון

תהודה אקוסטית

  • גלים עומדים בתעלות
  • פעימות לחץ אקוסטיות מלהיבות להבים
  • צימוד בין מצבים אקוסטיים ומבניים

עירור מכני

עירור אלקטרומגנטי (מאווררים מונעי מנוע)

  • תדר קו כפול מהמנוע
  • תדירות מעבר הקוטב
  • אם תדרים אלה קרובים לתדר הטבעי של הלהב → תהודה אפשרית

תסמינים וגילוי

מאפייני רטט

  • רכיב תדר גבוה: בתדר הטבעי של הלהב (לעתים קרובות 200-2000 הרץ)
  • תלוי במהירות: מופיע רק במהירויות פעולה ספציפיות
  • ייתכן שלא יהיה חמור: במדידות מיסב (רטט להב מקומי)
  • כִּוּוּנִי: עשוי להיות חזק יותר בכיווני מדידה ספציפיים

אינדיקטורים אקוסטיים

  • יבבה או שריקה גבוהים בתדר תהודה
  • רעש צליל שונה מפעולה רגילה
  • קיים רק במהירויות או בתנאי זרימה ספציפיים
  • עוצמת הקול יכולה להיות חמורה אפילו עם רטט מתון

ראיות פיזיות

  • תנועת להב גלויה: רפרוף או רעידות של להבים בודדים
  • סדקי עייפות: סדקים בשורשי הלהב או בנקודות לחץ
  • חריצים: סימני שחיקה בחיבור הלהב המעידים על תנועה
  • להבים שבורים: תוצאה סופית אם התהודה לא תוקנה

אתגרי גילוי

מדוע קשה לזהות תהודה של להב

  • תנועת הלהב אינה מתחברת חזק לבית המיסב
  • מדי תאוצה סטנדרטיים על מיסבים עלולים לפספס את רטט הלהב
  • מקומי ללהבים בודדים
  • ייתכן שיידרשו טכניקות מדידה מיוחדות

שיטות גילוי מתקדמות

  • תזמון קצה הלהב: מדידה ללא מגע של כל מעבר להב
  • מדי מתח: מותקן על להבים למדידת מתח (דורש טלמטריה)
  • ויברומטריית לייזר: מדידה אופטית ללא מגע של תנועת הלהב
  • ניטור אקוסטי: מיקרופונים או מדי תאוצה על המארז ליד הלהבים

השלכות של תהודת להב

עייפות במחזור גבוה

  • מאמץ מתחלף בשורש הלהב
  • מיליוני מחזורים בשעות או ימים
  • סדקי עייפות מתחילים ומתפשטים
  • יכול להוביל לכשל פתאומי של הלהב ללא אזהרה

שחרור להב

  • הפרדת להב מלאה מכשל עייפות
  • חוסר איזון חמור כתוצאה מאובדן מסה
  • סכנת קליעים (רסיסי להב)
  • נזק משני נרחב לציוד
  • סיכון בטיחותי לצוות

מניעה והפחתה

שלב התכנון

  • ניתוח דיאגרמת קמפבל: חיזוי הפרעות בין תדרי להבים ועירורים
  • הפרדה נאותה: ודא שתדרי הטבע של הלהב אינם תואמים למקורות העירור
  • כוונון להב: כוונן את קשיחות הלהב כדי לשנות את התדרים הטבעיים
  • שיכוך: תכונות ריסון מעוצבות (בולמי חיכוך, ציפויים)

פתרונות תפעוליים

  • שינוי מהירות: לפעול במהירות תוך הימנעות מהדהוד
  • בקרת זרימה: התאם את נקודת ההפעלה כדי להפחית עירור
  • הימנעו ממהירויות אסורות: קביעת טווחי מהירויות שיש להימנע מהם אם זוהתה תהודה

פתרונות שינוי

  • הקשחת להב: הוספת חומר, צלעות או קשרים בין להבים
  • שנה מספר להבים: משנה הן את תדירות הלהב והן את דפוס העירור
  • טיפולי ריסון: החלת ריכוך שכבה מוגבל על להבים
  • הסר את מקור העירור: שינוי הפרעות זרימה במעלה הזרם

דוגמאות לתעשייה

מאווררי זרימה מושרים (תחנות כוח)

  • מאווררים גדולים (קוטר 3-6 מטר) עם להבים ארוכים
  • תדרים טבעיים של הלהב 50-200 הרץ
  • יכול להתאים מעבר להב או תדרים אלקטרומגנטיים של המנוע
  • גרם לכשלים קטסטרופליים של להבים מבחינה היסטורית

טורבינות גז

  • מדחס במהירות גבוהה ולהבי טורבינה
  • תדרי להב 500-5000 הרץ
  • נדרש ניתוח מתוחכם במהלך התכנון
  • ניטור תזמון קצה הלהב ביישומים קריטיים

מאווררי HVAC

  • בדרך כלל פחות קריטי עקב מהירויות ולחץ נמוכים יותר
  • תהודה יכולה לגרום לבעיות רעש
  • בדרך כלל מתוקן באמצעות שינוי מהירות או הקשחת להב

תהודה של להב מייצגת תופעת רטט מיוחדת הדורשת הבנה הן של הדינמיקה המבנית והן של האינטראקציה בין נוזל למבנה. למרות פוטנציאל קטסטרופלי, ניתן למנוע תהודה של להב באמצעות ניתוח תכנון נכון, להימנע ממנה באמצעות הגבלות תפעול, או לצמצם אותה באמצעות שינויים מבניים, ובכך להבטיח פעולה בטוחה ואמינה של מכונות בעלות להב.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ