සුළං ටර්බයින හබ් නිර්මාණය සහ ද්රව්ය
සුළං ටර්බයින පද්ධතියක, කේන්ද්රය යනු බොහෝ විට නොසලකා හරින ප්රධාන අංගයකි, මන්ද බොහෝ අවධානය තල, කුළුණ හෝ උත්පාදක යන්ත්රය කෙරෙහි යොමු වේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, කේන්ද්රය ටර්බයින තල ප්රධාන පතුවළට සම්බන්ධ කරන "යාන්ත්රික හදවත" ලෙස ක්රියා කරයි, වායුගතික සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ බර සම්ප්රේෂණය කරයි, සහ තාර පද්ධතිය (තල කෝණ ගැලපීම), ෙබයාරිං සහ සංවේදක වැනි විවිධ යාන්ත්රණ සඳහා ඒකාබද්ධ ලක්ෂ්යය ලෙසද සේවය කරයි. මෙම ලිපිය සුළං ටර්බයින කේන්ද්රවල සැලසුම් මූලධර්ම, ඒවාට ඔරොත්තු දිය යුතු බර ඉල්ලීම් සහ පොදු ද්රව්ය තේරීම් සහ සලකා බැලීම් සාකච්ඡා කරයි.
1. සුළං ටර්බයිනයේ මධ්යස්ථානයේ ක්රියාකාරිත්වය සහ පිහිටීම
රොටර් (තල) සහ ඩ්රයිව්ට්රේන් (පතුවළ, ගියර් පෙට්ටිය - තිබේ නම්, සහ උත්පාදක යන්ත්රය) අතර ප්රාථමික සම්බන්ධතාවය සපයන නාසෙල් හි ඉදිරිපස කේන්ද්රය පිහිටා ඇත. නවීන තල 3 ටර්බයිනවල, කේන්ද්රයට සාමාන්යයෙන් තල සවි කිරීමේ ස්ථාන තුනක් 120° ක පරතරයකින් යුක්ත වේ. තාර-පාලිත ටර්බයිනවල, සෑම තලයක්ම තාර බෙයාරිං හරහා කේන්ද්රයට සවි කර ඇති අතර, එසවීම නියාමනය කිරීමට, බලය පාලනය කිරීමට සහ දැඩි සුළං වලදී ටර්බයිනය ආරක්ෂා කිරීමට තල භ්රමණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.
ප්රධාන ව්යුහය වීමට අමතරව, කේන්ද්රය සංරචක සඳහා "බහාලුමක්" හෝ නිවාසයක් ලෙසද සේවය කරයි: තාර ක්රියාකාරක (හයිඩ්රොලික් හෝ විදුලි), ලිහිසිකරණ පද්ධති, මුද්රා සහ කේබල් සහ සංවේදක මාර්ග. එය භ්රමණය වන පැත්තේ ඇති බැවින්, කේන්ද්රය සංයුක්ත, ශක්තිමත් සහ විවිධ කාලගුණික තත්ත්වයන් යටතේ ක්රියාත්මක වීමට හැකියාව ඇති පරිදි නිර්මාණය කළ යුතුය - ඉහළ ආර්ද්රතාවය, ලුණු මීදුම (අක්වෙරළ), අඩු උෂ්ණත්වයන්, ටර්බයිනයේ මෙහෙයුම් ආයු කාලය තුළ දහස් ගණනක් සිට මිලියන ගණනක් දක්වා සිදුවන පැටවුම් චක්ර දක්වා.
2. කේන්ද්රය මත ක්රියා කරන බර
හබ් නිර්මාණය හුදෙක් "ඝන සහ ශක්තිමත්" කාරණයක් නොවේ, නමුත් සංකීර්ණ බර සංයෝජන පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් අවශ්ය වේ. ප්රාථමික බරට ඇතුළත් වන්නේ:
1. තලය මත වායුගතික භාරය
සුළඟ මගින් කේන්ද්රය වෙත සම්ප්රේෂණය වන එසවුම් සහ ඇදගෙන යාමේ බලවේග නිපදවයි. සුළං වේගයේ සහ කැළඹිලි සහිත බවේ විචලනයන් උච්චාවචනය වන ගතික බර ඇති කරයි.
2. ගුරුත්වාකර්ෂණ භාරය
භ්රමකය භ්රමණය වන විට, සෑම තලයක්ම ගුරුත්වාකර්ෂණයට සාපේක්ෂව දිශානතිය වෙනස් කරයි, කේන්ද්රයේ සහ තල සන්ධිවල ආවර්තිතා පැටවීමේ චක්රයක් නිර්මාණය කරයි.
3. කේන්ද්රාපසාරී භාරය
භ්රමකයේ භ්රමණය තල මූලය දිගේ විශාල කේන්ද්රාපසාරී බලයක් ඇති කරන අතර එය කේන්ද්රය දෙසට සම්ප්රේෂණය වේ. මෙම භාරය තල මධ්යයෙන් ඉවතට "ඇද ගැනීමට" නැඹුරු වේ.
4. කම්පන සහ අධික බර
මේවාට සුළං, හදිසි නැවතුම්, ජාලක අලාභය හෝ සුළං වේගය කපා හැරීමේ තත්වයන් ඇතුළත් වේ. මෙම සිදුවීම් වලදී, මධ්යස්ථානයට ව්යවර්ථ සහ නැමීමේ බරෙහි සැලකිය යුතු උල්පත් අත්විඳිය හැකිය.
5. තෙහෙට්ටුව බර
සුළං ටර්බයින වසර 20-25ක් ක්රියාත්මක වීමට නිර්මාණය කර ඇති බැවින්, මධ්යස්ථානය බොහෝ පුනරාවර්තන බර චක්රවලට ඔරොත්තු දිය යුතුය. මානයන් සහ ද්රව්ය තෝරා ගැනීමේදී තෙහෙට්ටුව බොහෝ විට ප්රමුඛ සාධකයකි.
මෙම බර සංයෝජනය හේතුවෙන්, කේන්ද්ර සාමාන්යයෙන් බහුඅක්ෂීය ආතති ප්රවේශයක් භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය කරනු ලබන අතර සීමිත මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණ (FEA) සමාකරණ සහ IEC 61400 වැනි සැලසුම් ප්රමිතීන් භාවිතයෙන් වලංගු කෙරේ.
3. කේන්ද්රීය ව්යුහ සැලසුම් සංකල්පය
ජ්යාමිතිකව, හබ් සාමාන්ය වර්ග කිහිපයකට බෙදිය හැකිය:
අ. ත්රි-අත් කේන්ද්රය
මෙය තල 3 ටර්බයිනයක් සඳහා වඩාත් පොදු සැලසුමයි. එය තාර ෙබයාරිං සවි කර ඇති "අත්" තුනක් සහිත මධ්යම කේන්ද්රයකට සමාන වේ. සෑම අතක්ම තල වලින් නැමීමේ මොහොතට ප්රතිරෝධය දැක්විය යුතු අතර ඒ සමඟම එය මධ්යම කේන්ද්රයට මාරු කළ යුතුය.
ආ. අභ්යන්තර තාරතා නිවාස සහිත සංයුක්ත කේන්ද්රස්ථානය
නවීන ටර්බයිනවල, තාරතා පද්ධතිය බොහෝ විට කේන්ද්රය තුළ පිහිටා ඇති අතර එය පරිසරයෙන් ආරක්ෂා කර ගැනීමට සහ වායුගතික බාධා අවම කිරීමට උපකාරී වේ. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ව්යුහයට හානි නොවන පරිදි අභ්යන්තර අවකාශය ප්රමාණවත් තරම් විශාල විය යුතුය.
c. සෘජු ධාවක ටර්බයිනය සඳහා හබ්
ගියර් පෙට්ටි නොමැති ටර්බයින සඳහා, ඩ්රයිව්ට්රේන් සැලසුම වෙනස් වන අතර, කේන්ද්රය ප්රධාන බෙයාරින් සහ උත්පාදක යන්ත්රය සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම වඩාත් තීරණාත්මක වේ. කේන්ද්රය රොටර් පැත්තේ පැවතුනද, ප්රධාන ව්යුහයට මාරු කරන ලද බර වෙනස් ලෙස බෙදා හැරිය හැක.
නිර්මාණයේදී, ඉංජිනේරුවන් සාමාන්යයෙන් ශක්තිය, තද බව, ස්කන්ධය සහ නිෂ්පාදනයේ පහසුව සහ නඩත්තුව අතර සමතුලිතතාවයක් අපේක්ෂා කරයි. ඕනෑවට වඩා හබ් ස්කන්ධය ප්රධාන බෙයාරිං සහ යා පද්ධතිය මත බර වැඩි කරන අතර, ඉතා අඩු ස්කන්ධයක් තෙහෙට්ටුව අසාර්ථක වීමේ අවදානමක් ඇති කරයි.
4. කේන්ද්රස්ථාන නිර්මාණයේ තීරණාත්මක ක්ෂේත්ර
සමහර මධ්යස්ථාන ප්රදේශ ආතති සාන්ද්රණ ස්ථාන ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර එබැවින් විශේෂ අවධානයක් අවශ්ය වේ:
– අතුරුමුහුණත් තාරතා රඳවනය: බෝල්ට් සහ ෆ්ලැන්ජ් ප්රදේශය ආතන්ය-සම්පීඩන සහ කැපුම් බරට ඔරොත්තු දිය යුතුය.
– අතෙන් ශරීරයට සංක්රාන්තිය: හරස්කඩේ වෙනස්වීම් ආතති සාන්ද්රණයන් ඇති කරයි. රේඩියස් පිරවුම් සහ දේශීය ශක්තිමත් කිරීම් බොහෝ විට භාවිතා වේ.
– හබ්–ප්රධාන පතුවළ අතුරුමුහුණත: සම්බන්ධතාවය (උදා: ෆ්ලැන්ජ්) ව්යවර්ථ සහ නැමීමේ අවස්ථාවන්ට එරෙහිව ශක්තිමත් විය යුතුය.
– සිදුරු, කේබල් මාර්ග සහ පැනල් ප්රවේශය: මෙම ලක්ෂණ සේවාව සඳහා අත්යවශ්ය වේ, නමුත් නිසි ලෙස නිර්මාණය කර නොමැති නම් ව්යුහය දුර්වල කළ හැකිය.
එමනිසා, නවීන මධ්යස්ථාන සැලසුම් බොහෝ විට බිත්ති ඝණකම තේරීම, අභ්යන්තර ඉළ ඇට රටාව සහ දෘඩකාරක ස්ථානගත කිරීම ඇතුළුව FEA මත පදනම් වූ හැඩ ප්රශස්තිකරණය මත රඳා පවතී.
5. සුළං ටර්බයින මධ්යස්ථාන ද්රව්ය: තේරීම් සහ සලකා බැලීම්
මධ්යස්ථාන ද්රව්ය පහත අවශ්යතා සපුරාලිය යුතුය: ඉහළ ශක්තිය, හොඳ තෙහෙට්ටුවට ප්රතිරෝධය, කම්පන බරට ඔරොත්තු දීමට තද බව සහ ස්ථාවර නිෂ්පාදන හැකියාව.
අ. ගැටිති වාත්තු යකඩ (නාදිත වාත්තු යකඩ / ගෝලාකාර මිනිරන් යකඩ)
මෙය මහා පරිමාණ සුළං ටර්බයින මධ්යස්ථාන සඳහා වඩාත් පොදු ද්රව්යයයි.
උසස් බව:
- අත් සහිත හබ් සහ අභ්යන්තර කුහර වැනි සංකීර්ණ හැඩතල (වාත්තු) සඳහා වඩාත් සුදුසුය.
- සාපේක්ෂ තෙහෙට්ටුවට ප්රතිරෝධය විශාල ව්යුහාත්මක යෙදුම් සඳහා හොඳයි.
- නිෂ්පාදන පිරිවැය විශාල ප්රමාණයේ ව්යාජ වානේ වලට වඩා ලාභදායී වේ.
- වානේ වලට වඩා හොඳ කම්පන තෙතමනය, ගතික ප්රතිචාරය අඩු කිරීමට උපකාරී වේ.
අභියෝගය:
– තත්ත්ව පාලනය අත්යවශ්යයි: සිදුරු, ඇතුළත් කිරීම් සහ වාත්තු දෝෂ නිසා තෙහෙට්ටුවේ ආයු කාලය අඩු කළ හැකිය.
– දැඩි පරීක්ෂණ ක්රියා පටිපාටි (අල්ට්රාසොනික් පරීක්ෂණ, විකිරණවේදය වැනි NDT) සහ වාත්තු ක්රියාවලි පාලනය අවශ්ය වේ.
බහුලව භාවිතා වන (සාමාන්යයෙන්) ද්රව්ය පන්තියක උදාහරණයක් වන්නේ EN-GJS (ගෝලාකාර මිනිරන්) පවුල වන අතර එය අවශ්ය ආතන්ය ශක්තිය සහ නම්යතාවය මත පදනම්ව තෝරා ගනු ලැබේ.
ආ. වාත්තු වානේ හෝ ව්යාජ වානේ
වැඩි ශක්තියක් සහ තද බවක් අවශ්ය වූ විට, විශේෂයෙන් ඇතැම් මෝස්තර හෝ ආන්තික තත්වයන් සඳහා වානේ භාවිතා වේ.
උසස් බව:
- ඉහළ යාන්ත්රික ගුණාංග: ශක්තිය සහ තද බව සාමාන්යයෙන් උසස් වේ.
- ලෝහ විද්යාත්මක ගුණාත්මකභාවය හොඳ නම්, සමහර තත්වයන් යටතේ ඉරිතැලීම් වලට වඩා "සමාව" ලබා දෙයි.
අභියෝගය:
- නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය වඩා මිල අධික හා සංකීර්ණ වේ, විශේෂයෙන් විශාල සංරචක සඳහා.
- විකෘති වීමේ අවදානම සහ වඩාත් දැඩි තාප පිරියම් කිරීමේ අවශ්යතාවය.
– ක්රියාවලිය ප්රශස්ත නොවේ නම්, වානේ වාත්තු ද වාත්තු දෝෂ වලට ගොදුරු වේ.
සමහර සැලසුම් වලදී, කාර්ය සාධනය සහ පිරිවැය සමතුලිත ලෙස සංයෝජනය කිරීම සඳහා ඇතැම් කොටස් ප්රධාන ශරීරය සමඟ ඒකාබද්ධව වානේ (උදා: ෆ්ලැන්ජ් හෝ ඇතුළු කිරීම්) භාවිතා කරයි.
ඇ. සංයුක්ත හෝ දෙමුහුන් ද්රව්ය (තවමත් සීමිතයි)
ඉහළ බර ෙබයාරිං සහ සංකීර්ණ යාන්ත්රික ඒකාබද්ධතා අවශ්යතා (ෙබයාරිං, බෝල්ට්, ෆ්ලැන්ජ්) හේතුවෙන් හබ් සඳහා සංයුක්ත බහුලව භාවිතා කිරීම තවමත් දුර්ලභ ය. කෙසේ වෙතත්, දෙමුහුන් ව්යුහයන් පිළිබඳ පර්යේෂණ - උදාහරණයක් ලෙස, ලෝහ ඇතුළු කිරීම් සහිත සංයුක්ත - ස්කන්ධය අඩු කිරීම සඳහා පදනම ලබා ගනිමින් සිටී.
විභව වාසි:
- සැලකිය යුතු ස්කන්ධ අඩුවීමක්.
- හොඳ විඛාදන ප්රතිරෝධයක් (විශේෂයෙන් වෙරළ තීරයේ).
බාධාව:
- බෝල්ට් ප්රදේශයේ යාන්ත්රික සම්බන්ධතා අභියෝග සහ ආතති සාන්ද්රණය.
- දිගුකාලීන තෙහෙට්ටුව වලංගු කිරීම වඩාත් සංකීර්ණ වේ.
- ද්රව්යමය පිරිවැය සහ නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන්.
6. විඛාදන ආරක්ෂාව සහ මතුපිට නිමාව
හබ් දශක ගණනාවක් තිස්සේ එළිමහනේ ක්රියාත්මක වන බැවින්, විඛාදන ආරක්ෂාව අත්යවශ්ය වේ. බහුලව භාවිතා වන්නේ:
- පාරිසරික කාණ්ඩයට අනුව (වෙරළබඩ/අක්වෙරළබඩ) ස්ථර තීන්ත ආලේපන පද්ධතිය (ප්රයිමර් + අතරමැදි + ඉහළ කබාය).
- ජලය ඇතුළු වීම වැළැක්වීම සඳහා සන්ධි සහ තීරණාත්මක ප්රදේශ මුද්රා තැබීම.
- විවිධ ද්රව්යවල සංයෝජනයක් ඇති විට ගැල්වනික් විඛාදන පාලනය (උදා: වාත්තු යකඩ සිරුරු සහිත මල නොබැඳෙන වානේ බෝල්ට්).
– අක්වෙරළ, ආලේපන පිරිවිතර සාමාන්යයෙන් වඩාත් දැඩි වන අතර, මධ්යස්ථානය මුහුදු මට්ටමට ඉහළින් තිබුණත්, ඇතැම් කොටස්වල කැතෝඩික් ආරක්ෂාව සමඟ ඒකාබද්ධ කළ හැකිය.
විඛාදනයට අමතරව, බෝල්ට් කළ සන්ධිවල මතුපිට ගුණාත්මකභාවය සහ ප්රතිකාරය තෙහෙට්ටුවට සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. අධික ලෙස රළු හෝ දෝෂ සහිත මතුපිට ඉරිතැලීම් සඳහා ආරම්භක ලක්ෂ්යය විය හැකිය.
7. නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය සහ තත්ත්ව පරීක්ෂාව
හබ් සාමාන්යයෙන් වාත්තු කිරීම හරහා නිපදවනු ලබන අතර ඉන් පසුව:
- අපේක්ෂිත යාන්ත්රික ගුණාංග ලබා ගැනීම සඳහා තාප පිරියම් කිරීම,
- බෙයාරින් ආසන මතුපිට, ෆ්ලැන්ජ් සහ බෝල්ට් සිදුරු මත නිරවද්ය යන්ත්රෝපකරණ,
- රොටරය අධික කම්පනයක් ඇති නොකරන බව සහතික කිරීම සඳහා සමතුලිත කිරීම,
– දෝෂ හඳුනා ගැනීම සඳහා UT/RT/MT/PT වැනි NDT (විනාශකාරී නොවන පරීක්ෂණ).
මධ්යස්ථානයේ අසාර්ථකත්වය ප්රධාන ප්රතිවිපාක ඇති කළ හැකි බැවින් තත්ත්ව පාලනය වැදගත් වේ: දිගු අක්රිය කාලය, ඉහළ දොඹකර පිරිවැය සහ ආරක්ෂක අවදානම්.
නිගමනය
සුළං ටර්බයින හබ් නිර්මාණය යනු ව්යුහාත්මක ඉංජිනේරු විද්යාව, ගතිකත්වය, නිෂ්පාදනය සහ දිගුකාලීන නඩත්තු උපාය මාර්ගවල එකතුවකි. හබ් ඉතා විශාල චක්ර ගණනකට වායුගතික, ගුරුත්වාකර්ෂණ, කේන්ද්රාපසාරී සහ තෙහෙට්ටුව බරට ඔරොත්තු දිය යුතු අතර, පද්ධතියේ ඉතිරි කොටස අධික ලෙස පැටවීම වළක්වා ගැනීමට ප්රමාණවත් තරම් සැහැල්ලු විය යුතුය. ද්රව්ය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, සංකීර්ණ හැඩතල සහ එහි ආර්ථිකය සඳහා එහි යෝග්යතාවය නිසා ගැටිති වාත්තු යකඩ ප්රමුඛ තේරීම වන අතර, ඉහළ යාන්ත්රික ගුණාංග අවශ්ය වූ විට වාත්තු හෝ සාදන ලද වානේ වඩාත් කැමති වේ. අනාගතයේදී, දෙමුහුන් ද්රව්ය සහ සමාකරණ සහාය ඇතිව නිර්මාණය කිරීමේ ප්රශස්තිකරණය වඩාත් ප්රචලිත වනු ඇත, විශේෂයෙන් විශාල ධාරිතාවකින් යුත් ටර්බයින සහ ආන්තික පරිසරවල වැඩි කාර්ය සාධනයක් සහ කල්පැවැත්මක් ඉල්ලා සිටින අක්වෙරළ යෙදුම් සඳහා.
ඔබට අවශ්ය නම්, මට කැපවූ කොටසක් එක් කළ හැකිය: සරල හබ් භාර ගණනය කිරීම්, තාර පද්ධති වින්යාසයන් සඳහා උදාහරණ (විදුලි එදිරිව හයිඩ්රොලික්), හෝ හබ් නිර්මාණය සඳහා අදාළ IEC ප්රමිතීන්ගේ සාරාංශයක්.
