【Pergunta e Resposta Pergunta 030】2016.05.20

Quando a frequência de variação da força centrífuga periódica é igual à frequência natural do rotor, o compressor sofre vibrações intensas, fenômeno conhecido como “resonância”. Portanto, a rotação crítica da máquina de ciclo também pode ser considerada como a rotação correspondente à ocorrência de ressonância do rotor durante seu funcionamento

A velocidade de rotação na qual a unidade geradora apresenta vibrações intensas

A amplitude de vibração do rotor do compressor de hidrogênio em ciclo aumenta à medida que a velocidade de rotação aumenta. Em uma determinada velocidade, a amplitude atinge seu valor máximo. Após essa velocidade, a amplitude começa a diminuir à medida que a velocidade de rotação continua a aumentar, estabilizando-se dentro de um certo intervalo. A velocidade de rotação na qual a amplitude do rotor é máxima é chamada de velocidade crítica do rotor.

A amplitude do rotor aumenta à medida que a velocidade de rotação aumenta. Em uma determinada velocidade, a amplitude atinge seu valor máximo. Após essa velocidade, a amplitude começa a diminuir à medida que a velocidade de rotação continua a aumentar, estabilizando-se dentro de um certo intervalo. A velocidade de rotação na qual a amplitude do rotor é máxima é chamada de velocidade crítica do rotor. Essa velocidade de rotação é igual à frequência natural do rotor. À medida que a velocidade continua a aumentar, aproximando-se de 2 vezes a frequência natural, a amplitude também aumenta. Quando a velocidade de rotação iguala 2 vezes a frequência natural, isso é chamado de velocidade crítica de segundo grau. Da mesma forma, existem velocidades críticas de terceiro e quarto graus

A amplitude do rotor aumenta à medida que a velocidade de rotação aumenta. Em uma determinada velocidade, a amplitude atinge seu valor máximo. Após essa velocidade, a amplitude começa a diminuir à medida que a velocidade de rotação continua a aumentar, estabilizando-se dentro de um certo intervalo. A velocidade de rotação na qual a amplitude do rotor é máxima é chamada de velocidade crítica do rotor.

Na rotação crítica, o valor de vibração da unidade aumenta, sendo necessário atravessar rapidamente essa região.

As peças que compõem os diferentes componentes do rotor da turbina são extremamente precisas. Além disso, durante a montagem, essas peças são equilibradas. No entanto, o centro de gravidade do rotor ainda não pode coincidir exatamente com o centro do eixo. Devido a essa diferença entre o centro do eixo e o centro de gravidade do rotor, gera-se uma força centrífuga à medida que o eixo gira. Essa força é a principal causa das vibrações da turbina e do empenamento do eixo. Quando o rotor gira, seu centro de gravidade gira junto com a linha central do eixo. A direção da força centrífuga também muda à medida que o rotor gira. A cada volta que o eixo dá, ocorre uma vibração. O número de vibrações forçadas por segundo é chamado de frequência das vibrações forçadas. O rotor da turbina é um corpo elástico, que possui uma frequência natural. Quando a frequência das vibrações forçadas do rotor coincide com a sua frequência natural, ou seja, quando o número de vezes em que a força centrífuga muda é igual ou proporcional à frequência das vibrações naturais do rotor, ocorre ressonância. Nesse caso, as vibrações do rotor tornam-se extremamente intensas. Essa velocidade de rotação é chamada de velocidade crítica

Na rotação crítica, o valor de vibração em cada ponto do compressor atinge seu máximo. Permanecer por um longo tempo perto da rotação crítica pode causar danos ao compressor; em casos graves, isso pode levar a turbulências. Portanto, ao aumentar ou diminuir a velocidade, é necessário ultrapassar a rotação crítica o mais rápido possível

A amplitude do rotor aumenta à medida que a velocidade de rotação aumenta. Em uma determinada velocidade, a amplitude atinge seu valor máximo. Após essa velocidade, a amplitude começa a diminuir à medida que a velocidade de rotação continua a aumentar, estabilizando-se dentro de um certo intervalo. A velocidade de rotação na qual a amplitude do rotor é máxima é chamada de velocidade crítica do rotor

No ponto de rotação crítica, ocorre ressonância, e os valores de vibração ultrapassam os limites permitidos. Por isso, são necessárias medidas específicas

A rotação crítica do motor de hidrogênio em ciclo, a velocidade na qual a amplitude de vibração do motor é máxima.

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Rotação em que ocorre ressonância e vibrações intensas

A velocidade de rotação que causa vibrações intensas no rotor

A amplitude do rotor aumenta à medida que a velocidade de rotação aumenta. Em uma determinada velocidade, a amplitude atinge seu valor máximo. Após essa velocidade, a amplitude começa a diminuir à medida que a velocidade de rotação continua a aumentar, estabilizando-se dentro de um certo intervalo. A velocidade de rotação na qual a amplitude do rotor é máxima é chamada de velocidade crítica do rotor.

As rotações das turbinas a vapor e dos compressores também são de materiais elásticos, possuindo uma frequência de vibração livre específica. A força centrífuga causa vibrações forçadas no rotor. Quando a frequência de vibração forçada do rotor coincide com a frequência de vibração livre do rotor, ocorre ressonância. Nesse momento, a vibração do rotor é especialmente intensa; essa rotação é chamada de rotação crítica do rotor