FRSN - Ciencia y Tecnología - GEVM

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Author: search.filters.author.Violante, Luis DaríoSubject: search.filters.subject.Velocidades criticas

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    Análisis de rotores por el método de la matriz de transferencia usando el modelo de eje con distribución continúa de masa o el de viga ideal
    (2018-10-12) Palmieri, Fernando; Violante, Luis Darío; Klempnow, Andreas Eduardo
    La dinámica de rotores es el estudio del comportamiento de dichos elementos en funcionamiento. Incluye la determinación de velocidades críticas y formas modales, condiciones de inestabilidad, respuesta a la desalineación, etc. Esos fenómenos se pueden estudiar experimentalmente o numéricamente. Una herramienta de modelado numérico es el Método de la Matriz de Transferencia, que se basa íntegramente en ecuaciones de la mecánica clásica y permite obtener resultados adecuados, empleando poca capacidad de cálculo y sin la necesidad de tener un modelo sólido. Consiste en dividir el rotor en tramos de eje llamados campos. Los acuerdos entre tramos de ejes, los cambios de sección, soportes y rodetes, son llamados estaciones. Para cada campo o estación se plantea una matriz de transferencia que relaciona desplazamientos y esfuerzos a ambos lados del elemento. Finalmente, con estas matrices se arma una matriz que representa el rotor completo. Para la obtención de las matrices de campos existen, dos corrientes claramente diferenciadas, mientras algunos autores usan un modelo de distribución continua de masa y ecuaciones continuas de movimiento para obtener la matriz de transferencia, otros, en cambio, adoptan el modelo de viga ideal que responde a la formulación de Euler-Bernoulli, llegando generalmente a matrices de campo más simples. Aun cuando existen numerosos trabajos que emplean una de las dos variantes, existen pocos trabajos donde se comparen ambas formulaciones. Es por ello que en este trabajo se analiza la literatura específica y se modelan algunos rotores simples siguiendo ambos caminos, con el propósito de entender cuando es más conveniente usar una u otra. En general el modelo de viga continua es más complejo de programar que el de viga ideal, no obstante, esa complejidad se ve compensada a la hora de modelar algunos defectos.
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    Análisis de variaciones de las velocidades críticas de un rotor producto de cambios de rigidez de los cojinetes
    (2016-10-07) Palmieri, Fernando; Violante, Luis Darío; Klempnow, Andreas Eduardo
    Las turbomáquinas modernas logran elevadas potencias de generación con menores dimensiones físicas respecto de sus predecesoras, esto implica que deben funcionar en condiciones donde los rotores se comportan como rotores flexibles y superan dos o más de sus velocidades críticas. Es por ello que el conocimiento de dichas velocidades es fundamental para su diseño, operación y mantenimiento. Las velocidades críticas se relacionan con la distribución de masas del rotor, con su rigidez, con la rigidez de los cojinetes y pedestales. En este trabajo se analiza, como se comportan las velocidades críticas de un rotor real de una turbina de una central de generación, ante la variación de las propiedades de rigidez de sus cojinetes. Se utiliza el método de la matriz de transferencia para determinación numérica de formas modales y frecuencias críticas de un rotor. Dicho método es de sencilla aplicación, se basa íntegramente en ecuaciones de la mecánica clásica y permite obtener resultados adecuados, empleando poca capacidad de cálculo y sin la necesidad de tener un modelo sólido del equipo. Además, es un método probado en la bibliografía del tema. Las características del cojinete se estiman a partir de las dimensiones de los elementos que interactúan, de las propiedades físicas del lubricante y de los elementos mecánicos en contacto, empleando modelos y datos obtenidos de la literatura. Finalmente, los resultados se utilizan para estudiar cómo, ante pequeñas variaciones de alineación y de temperatura del lubricante, se producen variaciones de las velocidades críticas del equipo real una vez en funcionamiento. A partir de ello se pueden comprender mejor ciertas diferencias que existen en las respuestas dinámicas de un par de equipos idénticos.