Analiza uzroka loma ventilatorske lopatice

master's thesis

• Author: Ivan Triplat
• Mentor: Zdravko Virag (mentor)
• Mentor: Zdenko Tonković (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2009-07-03, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

U radu je provedena analiza čvrstoće i vlastitih frekvencija ventilatorske lopatice koju proizvodi tvrtka ''Končar – Generatori i motori'' d.d., Zagreb, a koja služi za hlađenje statorskog i rotorskog namota električkog generatora. Analiziran je slučaj teoretskog pobjega generatora jer su u tom slučaju najveća opterećenja na lopatice. Za opterećenje lopatice uzete su sila tlaka uslijed strujanja zraka, centrifugalna inercijska sila, te tangencijalna inercijska sila uslijed ubrzavanja ili kočenja generatora. Sila tlaka uslijed strujanja zraka je dobivena numeričkom simulacijom strujanja kroz lopatice ventilatora pomoću programskog paketa Fluent. Analiza čvrstoće lopatica je provedena na pojednostavljenom modelu (lopatice se smatraju ravnom pločom) i stvarnom modelu (uzima se stvarna geometrija lopatice). Rezultati pojednostavljenog modela (dobiveni primjenom jednostavnih analitičkih izraza) služe samo za okvirnu kontrolu numerički dobivenih rezultata na stvarnom modelu. Numerički rezultati su dobiveni primjenom programskog paketa Abaqus, s 3D prizmatičnim elementima, za ocjenu točnosti rezultata stvarnog modela napravljena je konvergencija pomaka. Slično je i analitičko rješenje vlastitih frekvencija za pojednostavljenu lopaticu, uspoređeno s rezultatima metode konačnih elemenata (iz Abaqusa). Pri određivanju vlastite frekvencije stvarne lopatice, za potrebe ocjene točnosti rezultata, provjerena je konvergencija dobivenih rezultata. Analizom je dobiveno da maksimalna naprezanja u kritičnoj varijanti iznose 141MPa ( 66% od granice tečenja). Kada se na ova naprezanja superponiraju zaostala naprezanja uslijed zavarivanja, jasno je da je mogućnost loma lopatica vrlo izvjesna. Predložena su i analizirana dva načina smanjenja naprezanja: (I) promjenom materijala lopatice (II) smanjenjem krutosti ventilatorskog kola Sa obje varijante se postiže zadovoljavajuće rješenje u smislu izbjegavanja loma lopatica. U prvom slučaju je čelik zamijenjen aluminijskom legurom, promijenjena je tehnologija izrade (eliminirana su zaostala naprezanja), a dobivena maksimalna naprezanja su ispod granice tečenja. U drugom slučaju je ostvarena značajna redukcija maksimalnih naprezanja, što ostavlja prostora za zaostala naprezanja.

• Keywords: Mehanika fluida; Računalna dinamika fluida; čvrstoća; Fluent; Abaqus
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:409589
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-05-27 13:01:48