【일문일답 제030문】2016.05.20
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【일문일답 제030문】2016.05.20 순환기의 임계 회전속도란 무엇인가? 답변한 후 참고 답안을 확인할 수 있으며, 핵심 요점만 맞추어도 점수를 얻을 수 있습니다. 순환기가 일정한 회전 속도에 도달하면 기체에 공명이 발생하는데, 이때의 회전 속도를 임계 회전 속도라고 합니다
주기적으로 변화하는 원심력의 주파수가 로터의 고유 주파수와 같아질 때, 압축기는 심한 진동을 일으키는데, 이를 ‘공명’이라고 합니다.따라서 회전 기계의 임계 속도는, 운전 중에 로터 공진이 발생할 때 해당하는 속도라고 할 수도 있습니다
기계가 심한 진동을 일으키는 회전 속도
순환 수소 압축기 로터의 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 커지며, 특정 회전 속도에 도달하면 진폭이 최대값에 이릅니다. 이 회전 속도를 넘어서면 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 점차 줄어들어 특정 범위 내에서 안정화됩니다. 로터의 진폭이 가장 큰 이 회전 속도를 로터의 임계 회전 속도라고 합니다.
로터의 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 커지며, 특정 회전 속도에 이르면 진폭이 최대값에 도달합니다. 이 회전 속도를 넘어서면 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 점차 줄어들어 특정 범위 내에서 안정화됩니다. 로터의 진폭이 가장 큰 이 회전 속도를 로터의 임계 회전 속도라고 합니다. 이 회전 속도는 로터의 고유 주파수와 같습니다. 회전 속도가 계속 증가하여 고유 주파수의 2배에 가까워지면 진폭도 다시 증가합니다. 회전 속도가 고유 주파수의 2배가 될 때를 2차 임계 회전 속도라고 합니다. 이와 같은 원리로 3차, 4차 임계 회전 속도도 존재합니다
로터의 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 커지며, 특정 회전 속도에 이르면 진폭이 최대값에 도달합니다. 이 회전 속도를 넘어서면 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 점차 줄어들어 특정 범위 내에서 안정화됩니다. 로터의 진폭이 가장 큰 이 회전 속도를 로터의 임계 회전 속도라고 합니다.
임계 회전 속도 내에서는 기기의 진동 값이 커지므로, 이 영역을 빠르게 통과해야 합니다.
터빈 로터의 각 부품들은 모두 매우 정밀하게 제작되며, 조립할 때도 균형을 맞추도록 처리됩니다. 하지만 터빈 로터의 무게 중심은 결코 축의 중심과 완전히 일치할 수 없습니다. 축의 중심과 로터의 무게 중심 사이에 차이가 있기 때문에, 축이 회전할 때 원심력이 발생합니다. 이것이 바로 터빈이 진동하거나 축이 비틀리는 주된 원인입니다. 로터가 회전할 때, 무게 중심도 축의 중심선을 따라 함께 회전합니다. 원심력의 방향도 함께 변합니다. 축이 한 바퀴 회전할 때마다 한 번의 진동이 발생하며, 1초당 발생하는 강제 진동의 횟수를 강제 진동의 주파수라고 합니다.증기 터빈의 로터는 탄성체이며, 일정한 자유 진동 주파수를 가지고 있습니다. 로터의 강제 진동 주파수가 로터의 자유 진동 주파수와 일치할 때, 즉 원심력의 방향이 변하는 횟수가 로터의 강제 진동 주파수와 같거나 비례할 때 공명이 발생합니다. 이때 로터의 진동은 매우 크게 됩니다. 이러한 회전 속도를 임계 회전 속도라고 합니다
임계 회전 속도에서는 압축기의 진동 값이 최대치에 도달하며, 장시간 임계 회전 속도 근처에 머물면 압축기에 손상을 줄 수 있습니다. 심한 경우에는 사이클론 현상이 발생할 수 있으므로, 속도를 올리거나 내릴 때는 가능한 한 빨리 임계 회전 속도를 벗어나야 합니다
로터의 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 커지며, 특정 회전 속도에 이르면 진폭이 최대값에 도달합니다. 그 이상의 회전 속도에서는 진폭이 점차 줄어들어 특정 범위 내에서 안정화됩니다. 로터의 진폭이 가장 큰 이 회전 속도를 로터의 임계 회전 속도라고 합니다
임계 회전 속도점에서는 공진이 발생하고 진동 값이 기준을 초과하는 현상이 나타나므로 반드시 구체적인 대책이 필요합니다
순환수소기의 임계속도, 순환수소기의 회전 진폭이 가장 큰 속도.
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공명이 일어나 강한 진동이 발생할 때의 회전 속도
로터에 심한 진동이 발생하는 회전 속도
로터의 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 커지며, 특정 회전 속도에 이르면 진폭이 최대값에 도달합니다. 이 회전 속도를 넘어서면 진폭은 회전 속도가 증가함에 따라 점차 줄어들어 특정 범위 내에서 안정화됩니다. 로터의 진폭이 가장 큰 이 회전 속도를 로터의 임계 회전 속도라고 합니다.
터빈과 압축기의 회전자도 탄성체이며, 일정한 자유 진동 주파수를 가집니다.원심력이 로터의 강제 진동을 유발합니다.로터의 강제 진동 주파수와 자유 진동 주파수가 일치할 때 공진이 발생합니다.이때 로터의 진동이 특히 크며, 이 회전수를 로터의 임계 회전수라고 합니다