1. Giniúint Fórsa Aiseach agus Prionsabail Chomhardú

Na fórsaí aiseach inultistage  caidéil tuirbín ingearach  comhdhéanta go príomha de dhá chomhpháirt:

● Comhpháirt fórsa lártheifeacha:Cruthaíonn sreabhadh gathacha leachtach mar gheall ar fhórsa lártheifeacha difreálach brú idir clúdaigh tosaigh agus chúl an impeller, rud a fhágann go bhfuil fórsa aiseach ann (go hiondúil dírithe i dtreo an inlet súchán).

● Éifeacht difreálach brú:Méadaíonn an difríocht charnach brú thar gach céim an fórsa aiseach tuilleadh.

Modhanna Comhardaithe:

● Socrú impeller siméadrach:Trí úsáid a bhaint as impellers trí shúchán dúbailte (iontráil leachta ón dá thaobh) laghdaítear difreálach brú aontreoch, laghdaítear fórsa aiseach go leibhéil inghlactha (10% -30%).

● Dearadh poll iarmhéid:Déanann poill gathacha nó oblique i gclúdach cúil an impeller leacht ardbhrú a atreorú ar ais go dtí an inlet, ag cothromú difríochtaí brú. Ní mór méid na bpoll a bharrfheabhsú trí ríomh dinimic sreabhach chun caillteanas éifeachtúlachta a sheachaint.

● Dearadh lann droim ar ais:Nuair a chuirtear lanna droim ar ais (in aice leis na príomhlanna) sa chéim dheireanach gintear fórsa frith-lártheifeach chun ualaí aiseach a fhritháireamh. Úsáidtear go coitianta i gcaidéil ardcheann (m.sh. turbínepumps ingearach ilchéime).

2. Giniúint agus Cothromú Ualach Gathach

Eascraíonn ualaí gathacha ó fhórsaí táimhe le linn uainíochta, dáileadh brú dinimiciúil leachtach míchothrom, agus éagothroime iarmharach i mais rotor. Is féidir le hualaí gathacha carntha i gcaidéil ilchéime róthéamh imthacaí, creathadh, nó mí-ailíniú rótair.

Straitéisí Comhardaithe:

● Optamú siméadrachta impeller:

o Dáileann meaitseáil lann corrchothrom (eg, 5 lanna + 7 lanna) fórsaí gathacha go cothrom.

o Cinntíonn cothromú dinimiciúil go n-ailínigheann gach impeller centroid leis an ais rothlach, rud a íoslaghdaíonn éagothroime iarmharach.

● Atreisiú struchtúrach:

o Cuireann imthacaí dochta idirmheánacha srian le díláithriú gathach.

o Láimhseálann imthacaí comhcheangailte (m.sh., imthacaí liathróid sá dúbailte + imthacaí sorcóir sorcóireacha) ualaí aiseach agus gathacha ar leithligh.

● Cúiteamh hiodrálach:

o Veaineanna treoraithe nó seomraí fillte in imréitigh impellerí a bharrfheabhsú ar chonairí sreafa, ag laghdú gutaí áitiúla agus luaineachtaí fórsa gathacha.

3. Tarchur Luchtaithe i Impellers Ilchéime

Cruinníonn fórsaí aiseacha céim ar chéim agus ní mór iad a bhainistiú chun tiúchan struis a chosc:

● Cothromú céimnithe:Úsáideann suiteáil diosca iarmhéid (m.sh., i gcaidéil lártheifeacha ilchéime) difríochtaí brú bearna aiseach chun fórsaí aiseach a choigeartú go huathoibríoch.

● Optimization stiffness:Déantar seaftaí caidéil de chóimhiotail ard-neart (m.sh., 42CrMo) agus bailíochtaítear iad trí anailís eiliminte críochta (FEA) le haghaidh teorainneacha sraonaidh (go hiondúil ≤ 0.1 mm/m).

4. Cás-Staidéar Innealtóireachta agus Fíorú Ríomh

Sampla:Caidéal tuirbín ilchéimeach ceimiceach (6 chéim, ceann iomlán 300 m, ráta sreafa 200 m³/h):

● Ríomh fórsa aiseach:

o Dearadh tosaigh (impeller aon-shúchán): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), agus 1.8×106N mar thoradh air.

o Tar éis athrú go impeller trí shúchán dúbailte agus poill iarmhéid a chur leis: laghdaíodh fórsa aiseach go 5 × 105N, ag comhlíonadh caighdeáin API 610 (≤1.5 × chasmhóiminte cumhachta rátáilte).

● Insamhladh ualach gathacha:

o Nocht CFD Líofa ANSYS buaiceanna brú áitiúil (suas le 12 kN/m²) i n-imeallóirí neamhoptamaithe. Laghdaíodh buaicphointí 40% agus ardú teochta 15°C nuair a tugadh isteach eiteoga treorach.

5. Príomhchritéir agus Cúrsaí Dearaidh

● Teorainneacha fórsa aiseach: Go hiondúil ≤ 30% de neart teanntachta an tseafta caidéil, le teocht sáite ≤ 70°C.

● Rialú imréitigh impeller: Cothabháil idir 0.2-0.5 mm (cuimilte ró-bheag is cúis; ró-mhór mar thoradh ar sceitheadh).

● Tástáil dhinimiciúil: Cinntíonn tástálacha cothromaithe lánluais (grád G2.5) cobhsaíocht an chórais roimh choimisiúnú.

Conclúid

Is dúshlán innealtóireachta córais casta é ualaí aiseach agus gathacha a chomhardú i gcaidéil tuirbín ingearacha inilistíochta a bhaineann le dinimic sreabhach, dearadh meicniúil agus eolaíocht ábhair. Cuireann uasmhéadú céimseata impeller, feistí cothromaithe a chomhtháthú, agus próisis déantúsaíochta beachta go mór le hiontaofacht agus saolré caidéil. Cuirfidh dul chun cinn sa todhchaí in ionsamhlúcháin uimhriúla agus déantúsaíocht bhreiseáin faoi thiomáint AI ar chumas dearadh impeller pearsantaithe agus leas iomlán a bhaint as ualach dinimiciúil.

Nóta: Caithfidh dearadh saincheaptha le haghaidh feidhmchláir shonracha (m.sh., airíonna sreabhán, luas, teocht) cloí le caighdeáin idirnáisiúnta ar nós API agus ISO.