【प्रश्न-उत्तर, प्रश्न संख्या 030】2016.05.20

जब चक्रीय रूप से परिवर्तित होने वाले अपकेंद्रीय बल की आवृत्ति, रोटर की स्वाभाविक आवृत्ति के बराबर हो जाती है, तो कंप्रेसर में तीव्र कंपन होता है; इसे “अनुनाद” कहा जाता है। इस प्रकार, सर्कुलेटिंग मशीन की सीमांत गति को, उसके संचालन के दौरान रोटर में अनुनाद होने की स्थिति में आने वाली गति के रूप में भी माना जा सकता है।

वह गति, जिस पर इंजन में तीव्र कंपन होता है।

चक्रीय हाइड्रोजन कंप्रेसर के रोटर का कंपन-आयाम, गति बढ़ने के साथ बढ़ता जाता है। कुछ निश्चित गति पर यह आयाम अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाता है; इस गति से आगे जाने पर गति बढ़ने के साथ यह आयाम धीरे-धीरे कम होने लगता है, एवं किसी निश्चित सीमा में स्थिर रह जाता है। रोटर के कंपन-आयाम का यह अधिकतम मान, “रोटर की सीमांत गति” कहलाता है।

रोटर का आयाम, गति बढ़ने के साथ बढ़ता जाता है। किसी निश्चित गति पर आयाम अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाता है; इस गति से अधिक होने पर आयाम धीरे-धीरे कम होने लगता है, एवं किसी निश्चित सीमा में स्थिर रह जाता है। रोटर के आयाम का यह अधिकतम मान ही “रोटर की सीमांत गति” कहलाता है। यह घूर्णन गति, रोटर की स्वाभाविक आवृत्ति के बराबर होती है। जब घूर्णन गति और बढ़ती है, एवं यह स्वाभाविक आवृत्ति के 2 गुना के निकट पहुँच जाती है, तो कंपन की तीव्रता भी बढ़ जाती है। जब घूर्णन गति, स्वाभाविक आवृत्ति के 2 गुना के बराबर हो जाती है, तो इसे “द्वितीयक क्रांतिक घूर्णन गति” कहा जाता है। इसी प्रकार, तृतीयक एवं चतुर्थक क्रांतिक घूर्णन गति भी होती हैं

रोटर का आयाम, गति बढ़ने के साथ बढ़ता जाता है। किसी निश्चित गति पर आयाम अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाता है; इस गति से अधिक होने पर आयाम धीरे-धीरे कम होने लगता है, एवं किसी निश्चित सीमा में स्थिर रह जाता है। रोटर के आयाम का यह अधिकतम मान ही “रोटर की सीमांत गति” कहलाता है।

क्रिटिकल स्पीड के दौरान, इंजन/यंत्र का कंपन स्तर बढ़ जाता है; इसलिए इस क्षेत्र से जल्दी से गुजरना आवश्यक है।

टर्बाइन रोटर के विभिन्न घटक बहुत ही सूक्ष्म होते हैं, एवं उन्हें इकट्ठा करते समय उनका संतुलन भी ध्यान में रखा जाता है। लेकिन फिर भी टर्बाइन रोटर का गुरुत्व केंद्र, धुरी के केंद्र के साथ पूरी तरह मेल नहीं खापाता। धुरी के केंद्र एवं रोटर के गुरुत्व केंद्र के बीच के अंतर के कारण, धुरी घूमने पर अपकेंद्रीय बल उत्पन्न होता है; यही कारण है कि टर्बाइन में कंपन एवं धुरी में विकृति उत्पन्न होती है। जब रोटर घूमता है, तो उसका गुरुत्व केंद्र भी अक्ष की केंद्रीय रेखा के साथ ही घूमता है। अपकेंद्रीय बल की दिशा भी घूर्णन के साथ ही बदलती रहती है। जब अक्ष एक चक्कर पूरा करता है, तो एक बार कंपन होता है। प्रति सेकंड में होने वाले ऐसे कंपनों की संख्या को ही “जबरदस्ती कंपनों की आवृत्ति” कहा जाता है। टर्बाइन का रोटर एक लचीला पदार्थ होता है, एवं इसकी भी एक निश्चित स्वतंत्र कंपन आवृत्ति होती है। जब रोटर की बाहरी कंपन आवृत्ति, उसकी स्वतंत्र कंपन आवृत्ति के बराबर या उसके अनुपात में होती है, तो अनुनाद उत्पन्न होता है। ऐसी स्थिति में रोटर की कंपन बहुत अधिक हो जाती है। इस गति को “क्रिटिकल स्पीड” कहा जाता है।