აეროდინამიკური ძალების გაგება
განმარტება: რა არის აეროდინამიკური ძალები?
აეროდინამიკური ძალები არის ძალები, რომლებიც მოქმედებენ ვენტილატორებში, ვენტილატორებში, კომპრესორებსა და ტურბინებში მბრუნავ და უძრავ კომპონენტებზე მოძრავი ჰაერის ან გაზის მიერ. ეს ძალები წარმოიქმნება წნევის დიფერენციალების, მოძრავი გაზის იმპულსის ცვლილებებისა და სითხე-სტრუქტურის ურთიერთქმედების შედეგად. აეროდინამიკური ძალები მოიცავს მდგრად ძალებს (ბიძგი, რადიალური დატვირთვები) და არამდგრად ძალებს (პულსაციები დანის გავლის სიხშირე, ტურბულენტობით გამოწვეული შემთხვევითი ძალები), რომლებიც ქმნიან ვიბრაცია, საკისრებსა და კონსტრუქციებზე დატვირთვა და ზოგიერთ შემთხვევაში, თვითაღგზნების არასტაბილურობა.
აეროდინამიკური ძალები ტუმბოებში ჰიდრავლიკური ძალების აირადის ფაზის ეკვივალენტია, თუმცა მნიშვნელოვანი განსხვავებებით: შეკუმშვის ეფექტები, სიმკვრივის ცვალებადობა წნევისა და ტემპერატურის მიხედვით და აკუსტიკური შეერთება, რომელსაც შეუძლია შექმნას რეზონანსები და არასტაბილურობა, რაც არ არსებობს შეკუმშვად სითხეების სისტემებში.
აეროდინამიკური ძალების სახეები
1. ბიძგის ძალები
პირის ზედაპირებზე მოქმედი ზეწოლის შედეგად წარმოქმნილი ღერძული ძალები:
- ცენტრიდანული ვენტილატორები: წნევის დიფერენციალი ქმნის ბიძგს შესასვლელისკენ
- ღერძული ვენტილატორები: ჰაერის აჩქარების რეაქციის ძალა
- ტურბინები: გაზის გაფართოება ქმნის დიდ ბიძგს პირებზე
- მასშტაბები: წნევის მატებისა და ნაკადის სიჩქარის პროპორციული
- ეფექტი: ტვირთები ბიძგის საკისრები, ქმნის ღერძული ვიბრაცია
2. რადიალური ძალები
არათანაბარი წნევის განაწილებით გამოწვეული გვერდითი ძალები:
მუდმივი რადიალური ძალა
- ასიმეტრიული წნევა კორპუსში/სადენებში
- განსხვავდება სამუშაო წერტილის (ნაკადის სიჩქარე) მიხედვით
- მინიმალური დრო დიზაინის ეტაპზე
- ქმნის საკისრის დატვირთვას და 1× ვიბრაციას
მბრუნავი რადიალური ძალა
- თუ იმპელერს/როტორს აქვს ასიმეტრიული აეროდინამიკური დატვირთვა
- ძალა ბრუნავს როტორით
- ქმნის 1× ვიბრაციის მსგავსს დისბალანსი
- შეიძლება დაწყვილდეს მექანიკურ დისბალანსთან
3. პირების გავლის პულსაციები
პერიოდული წნევის იმპულსები პირების გავლის სიჩქარეზე:
- სიხშირე: პირების რაოდენობა × ბრ/წთ / 60
- მიზეზი: თითოეული დანა არღვევს ნაკადის ველს, ქმნის წნევის პულსს
- ურთიერთქმედება: მბრუნავ პირებსა და სტაციონარულ საყრდენებს, ფრთებს ან კორპუსს შორის
- ამპლიტუდა: დამოკიდებულია პირსა და სტატორს შორის არსებულ კლირენსსა და ნაკადის პირობებზე
- ეფექტი: ვენტილატორის/კომპრესორის ტონალური ხმაურისა და ვიბრაციის ძირითადი წყარო
4. ტურბულენტობით გამოწვეული ძალები
- შემთხვევითი ძალები: ტურბულენტური მორევებისა და ნაკადის გამოყოფისგან
- ფართოზოლოვანი სპექტრი: ენერგია განაწილებულია ფართო სიხშირის დიაპაზონში
- ნაკადის მიხედვით: იზრდება რეინოლდსის რიცხვის და დიზაინისგან განსხვავებული ოპერაციის მიხედვით
- დაღლილობის შეშფოთება: შემთხვევითი დატვირთვა ხელს უწყობს კომპონენტების დაღლილობას
5. არასტაბილური ნაკადის ძალები
მბრუნავი სადგომი
- ლოკალიზებული ნაკადის გამოყოფა, რომელიც ბრუნავს რგოლის გარშემო
- სუბსინქრონული სიხშირე (0.2-0.8× როტორის სიჩქარე)
- ქმნის ძლიერ არასტაბილურ ძალებს
- ხშირია კომპრესორებში დაბალი ნაკადის დროს
ტალღა
- სისტემის მასშტაბით ნაკადის რხევა (წინ და უკან ნაკადი)
- ძალიან დაბალი სიხშირე (0.5-10 ჰც)
- უკიდურესად მაღალი ძალის ამპლიტუდა
- გახანგრძლივების შემთხვევაში, შეიძლება გაანადგუროს კომპრესორები
აეროდინამიკური წყაროებიდან ვიბრაცია
პირების გავლის სიხშირე (BPF)
- დომინანტური აეროდინამიკური ვიბრაციის კომპონენტი
- ამპლიტუდა იცვლება ოპერაციული წერტილის მიხედვით
- უფრო მაღალია დიზაინისგან განსხვავებულ პირობებში
- შეუძლია სტრუქტურული რეზონანსების აღგზნება
დაბალი სიხშირის პულსაციები
- რეცირკულაციის, ბლოკირების ან ტალღის გამო
- ხშირად ძლიერი ამპლიტუდა (შეიძლება 1×-ზე მეტი ვიბრაცია)
- მიუთითებს დიზაინის წერტილიდან შორს მუშაობაზე
- საჭიროებს ოპერაციული პირობების შეცვლას
ფართოზოლოვანი ვიბრაცია
- ტურბულენტობისა და ნაკადის ხმაურისგან
- მომატებულია მაღალი სიჩქარის რეგიონებში
- იზრდება ნაკადის სიჩქარისა და ტურბულენტობის ინტენსივობის მიხედვით
- ნაკლებად შემაშფოთებელია, ვიდრე ტონალური კომპონენტები, მაგრამ მიუთითებს ნაკადის ხარისხზე
მექანიკური ეფექტებით შეერთება
აეროდინამიკურ-მექანიკური ურთიერთქმედება
- აეროდინამიკური ძალები როტორს გადახრის
- გადახრა ცვლის კლირენსს, რაც გავლენას ახდენს აეროდინამიკურ ძალებზე
- შეუძლია შექმნას შეწყვილებული არასტაბილურობები
- მაგალითი: აეროდინამიკური ძალები დალუქვის რგოლებში, რომლებიც ხელს უწყობენ როტორის არასტაბილურობას,
აეროდინამიკური ამორტიზაცია
- ჰაერის წინააღმდეგობა უზრუნველყოფს სტრუქტურული ვიბრაციის ჩაქრობას
- ზოგადად დადებითი (სტაბილიზატორი) ეფექტი
- მაგრამ შეიძლება იყოს უარყოფითი (დესტაბილიზაციის გამომწვევი) ზოგიერთ ნაკადის პირობებში
- მნიშვნელოვანი როტორის დინამიკა ტურბომანქანების
დიზაინის მოსაზრებები
ძალის მინიმიზაცია
- დანის კუთხეების და დაშორების ოპტიმიზაცია
- პულსაციების შესამცირებლად გამოიყენეთ დიფუზორები ან უფენო სივრცე
- დიზაინი ფართო სტაბილური ოპერაციული დიაპაზონისთვის
- აკუსტიკური რეზონანსების თავიდან ასაცილებლად გაითვალისწინეთ პირების რაოდენობა
სტრუქტურული დიზაინი
- საკისრები, რომლებიც განკუთვნილია აეროდინამიკური დატვირთვებისა და მექანიკური დატვირთვებისთვის
- ლილვის სიმტკიცე საკმარისია აეროდინამიკური ძალების ზემოქმედების ქვეშ გადახრისთვის
- აგზნების წყაროებისგან გამოყოფილი პირების ბუნებრივი სიხშირეები
- გარსი და სტრუქტურა, რომელიც შექმნილია წნევის პულსაციური დატვირთვებისთვის
ოპერაციული სტრატეგიები
ოპტიმალური ოპერაციული წერტილი
- მინიმალური აეროდინამიკური ძალებისთვის იმუშავეთ საპროექტო წერტილთან ახლოს
- მოერიდეთ ძალიან დაბალ ნაკადს (რეცირკულაციას, სტაგნაციას)
- მოერიდეთ ძალიან მაღალ ნაკადს (მაღალი სიჩქარე, ტურბულენტობა)
- ოპტიმალური წერტილის შესანარჩუნებლად გამოიყენეთ ცვლადი სიჩქარე
მოერიდეთ არასტაბილურობას
- კომპრესორებში დარჩით ძაბვის ხაზის მარჯვნივ
- ანტი-ტალღური კონტროლის დანერგვა
- სტაგნაციის დაწყების მონიტორინგი
- ვენტილატორებისა და კომპრესორებისთვის მინიმალური ნაკადის დაცვა
აეროდინამიკური ძალები ფუნდამენტურია ჰაერისა და გაზის გადამუშავების მოწყობილობების მუშაობისა და საიმედოობისთვის. იმის გაგება, თუ როგორ იცვლება ეს ძალები სამუშაო პირობების მიხედვით, მათი ვიბრაციული ნიშნების ამოცნობა და მოწყობილობების დაპროექტება/ოპერირება არასტაბილური აეროდინამიკური ძალების მინიმიზაციისთვის, დიზაინის წერტილთან ახლოს მუშაობის გზით, უზრუნველყოფს ვენტილატორების, საჰაერო გამშვები მექანიზმების, კომპრესორების და ტურბინების საიმედო და ეფექტურ მუშაობას სამრეწველო მომსახურებაში.
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 