वायुगतिकीय बलों को समझना

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

परिभाषा: वायुगतिकीय बल क्या हैं?

वायुगतिकीय बल पंखों, ब्लोअर, कंप्रेसर और टर्बाइनों में घूमते और स्थिर घटकों पर गतिमान वायु या गैस द्वारा लगाए गए बल हैं। ये बल दाब अंतर, प्रवाहित गैस में संवेग परिवर्तन और द्रव-संरचना अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होते हैं। वायुगतिकीय बलों में स्थिर बल (प्रणोद, त्रिज्य भार) और अस्थिर बल (स्पंदन) शामिल हैं। ब्लेड पासिंग आवृत्ति, अशांति-प्रेरित यादृच्छिक बल) जो बनाते हैं कंपन, बीयरिंग और संरचनाओं पर भार, और कुछ मामलों में, स्व-उत्तेजित अस्थिरताएं।.

वायुगतिकीय बल, पंपों में हाइड्रोलिक बलों के गैस-चरण समतुल्य होते हैं, लेकिन इनमें महत्वपूर्ण अंतर होते हैं: संपीडन प्रभाव, दबाव और तापमान के साथ घनत्व में भिन्नता, तथा ध्वनिक युग्मन, जो अनुनाद और अस्थिरता उत्पन्न कर सकते हैं, जो असंपीडनीय द्रव प्रणालियों में मौजूद नहीं होते।.

वायुगतिकीय बलों के प्रकार

1. प्रणोद बल

ब्लेड सतहों पर दबाव से उत्पन्न अक्षीय बल:

• केन्द्रापसारी पंखे: दबाव अंतर इनलेट की ओर जोर पैदा करता है
• अक्षीय पंखे: वायु त्वरण से प्रतिक्रिया बल
• टर्बाइन: गैस विस्तार ब्लेड पर बड़ा जोर पैदा करता है
• परिमाण: दबाव वृद्धि और प्रवाह दर के अनुपात में
• प्रभाव: भार थ्रस्ट बियरिंग्स, बनाता है अक्षीय कंपन

2. रेडियल बल

असमान दबाव वितरण से पार्श्व बल:

स्थिर रेडियल बल

• आवास/डक्टवर्क में असममित दबाव
• परिचालन बिंदु (प्रवाह दर) के साथ बदलता रहता है
• डिज़ाइन बिंदु पर न्यूनतम
• असर लोडिंग और 1× कंपन बनाता है

घूर्णन रेडियल बल

• यदि प्ररित करनेवाला/रोटर में असममित वायुगतिकीय लोडिंग है
• बल रोटर के साथ घूमता है
• 1× कंपन पैदा करता है जैसे असंतुलित होना
• यांत्रिक असंतुलन के साथ युग्मित हो सकता है

3. ब्लेड पासिंग स्पंदन

ब्लेड मार्ग दर पर आवधिक दबाव स्पंदन:

• आवृत्ति: ब्लेड की संख्या × RPM / 60
• कारण: प्रत्येक ब्लेड प्रवाह क्षेत्र को विचलित करता है, दबाव पल्स बनाता है
• इंटरैक्शन: घूमते हुए ब्लेड और स्थिर स्ट्रट्स, वैन या हाउसिंग के बीच
• आयाम: ब्लेड-से-स्टेटर क्लीयरेंस और प्रवाह स्थितियों पर निर्भर करता है
• प्रभाव: पंखे/कंप्रेसर के ध्वनि शोर और कंपन का प्राथमिक स्रोत

4. अशांति-प्रेरित बल

• यादृच्छिक बल: अशांत भँवरों और प्रवाह पृथक्करण से
• ब्रॉडबैंड स्पेक्ट्रम: विस्तृत आवृत्ति रेंज में वितरित ऊर्जा
• प्रवाह पर निर्भर: रेनॉल्ड्स संख्या और ऑफ-डिज़ाइन ऑपरेशन के साथ बढ़ता है
• थकान की चिंता: यादृच्छिक लोडिंग घटक थकान में योगदान देती है

5. अस्थिर प्रवाह बल

घूमता हुआ स्टाल

• वलय के चारों ओर घूमता हुआ स्थानीयकृत प्रवाह पृथक्करण
• उप-तुल्यकालिक आवृत्ति (0.2-0.8× रोटर गति)
• गंभीर अस्थिर बल पैदा करता है
• कंप्रेसरों में कम प्रवाह पर आम

आवेश

• सिस्टम-व्यापी प्रवाह दोलन (अग्रेषित और पश्च प्रवाह)
• बहुत कम आवृत्ति (0.5-10 हर्ट्ज)
• अत्यंत उच्च बल आयाम
• यदि निरंतर जारी रहे तो कंप्रेसर नष्ट हो सकते हैं

वायुगतिकीय स्रोतों से कंपन

ब्लेड पासिंग फ़्रीक्वेंसी (BPF)

• प्रमुख वायुगतिकीय कंपन घटक
• आयाम ऑपरेटिंग बिंदु के साथ बदलता रहता है
• ऑफ-डिज़ाइन स्थितियों में उच्चतर
• संरचनात्मक अनुनादों को उत्तेजित कर सकता है

निम्न-आवृत्ति स्पंदन

• पुनःपरिसंचरण, ठहराव, या उछाल से
• अक्सर गंभीर आयाम (1× कंपन से अधिक हो सकता है)
• डिज़ाइन बिंदु से दूर संचालन को इंगित करता है
• परिचालन स्थिति में परिवर्तन की आवश्यकता है

ब्रॉडबैंड कंपन

• अशांति और प्रवाह शोर से
• उच्च-वेग वाले क्षेत्रों में ऊंचा
• प्रवाह दर और अशांति तीव्रता के साथ बढ़ता है
• टोनल घटकों की तुलना में कम चिंताजनक लेकिन प्रवाह गुणवत्ता को इंगित करता है

यांत्रिक प्रभावों के साथ युग्मन

वायुगतिकीय-यांत्रिक अंतःक्रिया

• वायुगतिकीय बल रोटर को विक्षेपित करते हैं
• विक्षेपण से निकासी में परिवर्तन होता है, जिससे वायुगतिकीय बल प्रभावित होते हैं
• युग्मित अस्थिरता पैदा कर सकता है
• उदाहरण: सीलों में वायुगतिकीय बल रोटर अस्थिरता में योगदान करते हैं

वायुगतिकीय अवमंदन

• वायु प्रतिरोध संरचनात्मक कंपन के लिए अवमंदन प्रदान करता है
• आम तौर पर सकारात्मक (स्थिरीकरण) प्रभाव
• लेकिन कुछ प्रवाह स्थितियों में नकारात्मक (अस्थिर) हो सकता है
• में महत्वपूर्ण रोटर गतिकी टर्बोमशीनरी का

डिज़ाइन संबंधी विचार

बल न्यूनीकरण

• ब्लेड के कोण और रिक्ति को अनुकूलित करें
• स्पंदन को कम करने के लिए डिफ्यूज़र या वेनलेस स्पेस का उपयोग करें
• विस्तृत स्थिर परिचालन सीमा के लिए डिज़ाइन
• ध्वनिक अनुनादों से बचने के लिए ब्लेड की संख्या पर विचार करें

संरचनात्मक डिजाइन

• वायुगतिकीय भार और यांत्रिक भार के लिए आकारित बियरिंग्स
• वायुगतिकीय बलों के तहत विक्षेपण के लिए शाफ्ट कठोरता पर्याप्त है
• उत्तेजना स्रोतों से अलग ब्लेड प्राकृतिक आवृत्तियों
• दबाव स्पंदन भार के लिए डिज़ाइन किया गया आवरण और संरचना

परिचालन रणनीतियाँ

इष्टतम संचालन बिंदु

• न्यूनतम वायुगतिकीय बलों के लिए डिज़ाइन बिंदु के निकट संचालित करें
• बहुत कम प्रवाह (पुनःपरिसंचरण, ठहराव) से बचें
• बहुत अधिक प्रवाह (उच्च वेग, अशांति) से बचें
• इष्टतम बिंदु बनाए रखने के लिए परिवर्तनीय गति का उपयोग करें

अस्थिरता से बचें

• कंप्रेसर में सर्ज लाइन के दाईं ओर रहें
• एंटी-सर्ज नियंत्रण लागू करें
• स्टाल की शुरुआत के लिए मॉनिटर
• पंखों और कंप्रेसरों के लिए न्यूनतम प्रवाह संरक्षण

वायुगतिकीय बल वायु-संचालन और गैस-संचालन उपकरणों के संचालन और विश्वसनीयता के लिए मूलभूत हैं। परिचालन स्थितियों के साथ इन बलों में किस प्रकार परिवर्तन होता है, यह समझना, उनके कंपन संकेतों को पहचानना, और निकट-डिज़ाइन-बिंदु संचालन के माध्यम से अस्थिर वायुगतिकीय बलों को न्यूनतम करने के लिए उपकरणों का डिज़ाइन/संचालन, औद्योगिक सेवा में पंखों, ब्लोअर, कंप्रेसर और टर्बाइनों के विश्वसनीय और कुशल प्रदर्शन को सुनिश्चित करता है।.

---

← मुख्य सूचकांक पर वापस जाएँ