Cálculo de frecuencia natural en turbina-generador (Valoración de 5.00 sobre 5, resultante de 1 votos)

Cuestiones relativas a máquinas, motores, piezas, componentes, tecnologías de fabricación, etc.
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#294758
¡Buenas a todos!

Soy Pablo, nuevo en el foro aunque asiduo a él de vez en cuando.

Tengo un problema con un problema (valga la redundancia) que me ha planteado un compañero. Al final he pasado del mismo porque no soy ingeniero industrial ni tengo conocimientos del tema, pero me he quedado con la duda y me gustaría saber cómo puedo resolverlo, más que nada por adquirir más conocimientos.

El caso es que existe una turbina conectada a un generador y está dando problemas y quieren hallar las frecuencias naturales del sistema. Si bien lo han hecho ya por ordenador, he discutido con éste amigo sobre cómo podría hacerse manualmente.

Os dejo una simplificación bastante buena que he encontrado por Internet pero que perfectamente podría ser el caso que presento.

http://imageshack.us/photo/my-images/835/modelog.png/

Realmente los dientes no creo que sean esos mismos pero para una explicación me vale.

El caso es que creo que lo primero de todo se tiene que hacer un sistema equivalente, es decir más simplificado. Estoy pensando en algo así:

|---|---|

Es decir, dejarlo lineal.

Esa es mi primera duda. ¿Cómo puedo hallar el sistema equivalente teniendo en cuenta que ahí hay dos velocidades distintas?

Después, se deben calcular las frecuencias naturales, pero no sabría cómo hacerlo ni por el método matricial ni por Holzer. Ignoro si hay más métodos para hacerlo.

No sé, espero que por aquí haya algún entendido en el tema que me pueda ayudar.

Un abrazo y muchas gracias :fire
Última edición por Zander el 13 Feb 2012, 21:05, editado 1 vez en total
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#294767
Primero leerte las normas.
http://www.soloingenieria.net/foros/viewtopic.php?f=1&t=19
-completas tu perfil
-etc

Este foro funciona gracias a la contribución desinteresada de los usuarios que lo componen, qué menos que cumplir unas elementales reglas de funcionamiento.

Saludos

Jon Gozalez,
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#294769
Buenas.

No entiendo. Me leí las normas y ya me presenté en el foro apropiado. No entiendo qué más tengo que hacer. No estoy pidiendo que se me responda a esto para largarme. Pienso quedarme y también habrá cosas en las que podré ayudar.

De todas formas, perdón si te ha molestado.
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#294779
Si sabes las características del motor supongo que si puedes hacer la simplificación que dices. Al fin de al cabo, el motor te va a dar una velocidad que al pasar por los dos engranajes ejes se va a aumentar o disminuir. Cuando hagas el sistema equivalente pasa la velocidad teniendo en cuenta la relación de transmisión que tengas y listo. (es decir, si tienes una relación de transmisión i=1:10 y la velocidad del motor el 10rpm cuando hagas el sistema equivalente poner 1rpm y listo). La segunda pregunta no la entiendo bien...si quieres te puedo pasar unos apuntes de vibraciones. Es que no entiendo bien...supongo que si tienes una vibracion tendras una función, es decir, esa vibración seguirá algo, que tipo de vibración es?¿?
Saludos
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#294782
Buenas, gracias por la respuesta.

El hecho es que todo esto a mí me suena bastante a chino por el hecho de que no me dedico a estos temas.

La relación de transmisión en mi caso, si quiero que esté referido a la parte de la turbina, me imagino que será 30/20 = 1.5.

Vale, y luego tendré este sistema equivalente:

[1]----[2]----[3]

[1] es la turbina
[2] son los engranajes
[3] es el rotor

(DUDA: ¿la constante elástica "k" entre 1-2 y 2-3 sería la misma?)
Pero claro, si quiero referir todo a la parte [1] (para hacer un sistema equivalente), me imagino que las inercias de [2] y [3] las tendré que multiplicar por el cuadrado de la relación de transmisión. ¿No? ¿O cómo hago las otras inercias equivalentes? Me imagino que no podré dejarlas tal y como estaban cuando las velocidades eran otras. La relación de transmisión servirá para algo de eso...

No sé... igual me estoy perdiendo...

En cuanto a la segunda parte, me refiero a que una vez que tenga bien hecho el sistema equivalente, tendré que calcular mediante algún método la frecuencia natural de dicho sistema. Me imagino que podré usar el método matricial o Holzer, ¿no?

Y te agradecería esos apuntes. Si quieres hablamos por privado :) :fire

Gracias!
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#294783
Esa función es la que tengo que sacar. La función de vibración se puede sacar por el método matricial, método de Holzer, etc.

Eso es lo que no sé hacer tampoco :surprise
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#294785
para coseguir esto tienes que conseguir la ecuacion diferencias del sistema. Eso lo igualas a las fuerzas no conservativas que supongo seran las de la turbina. Como calcular eso ya no se decirte. No se que parametros tienes...etc. Luego lo de las constantes no tienen por que ser iguales. Siento no poder ayudarte mas...
Un saludo
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#294786
He mirado los apuntes y no sirven de mucho... :tomato
Un saludo
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#294787
Vale, muchas gracias por el empeño. :smile

Intentaré buscar información o esperar a que alguien responda.

Un saludo.
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#294790
La mejor manera de saber eso que pides es sobre la máquina con equipos de medir vibraciones, osciloscopio, acelerómetros etc. sabiendo las revoluciones de turbina y alternador, se pueden interpretar perfectamente las lecturas. Más aún dando problemas como parece que están dando.
El cálculo numérico de esos datos, es complejo y se complica aún más cuando mas complicado sea el eje y cuando mueva mas piezas implicadas con el, si no estas familiarizado con cálculos complejos ni empieces.
Si no me equivoco las casa SKf tiene equipos de diagnostico para rodamientos que también sirven para esto.
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#294791
Buenas y gracias por responder.

Sé que todo eso se puede hacer con lo que comentas. Pero quiero saber hacerlo a mano. Soy ingeniero, y creo que estoy familiarizado con hacer cálculos complejos, lo que pasa es que no estoy familiarizado con el tema de motores, etc.

Lo único que necesito para empezar es conocer cuál sería el sistema equivalente referido a la parte de la turbina de la imagen que he dado.

http://imageshack.us/photo/my-images/835/modelog.png/

No creo que eso pueda ser muy complejo.

Gracias! :cool2
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#294792
Pues disculpa entonces, por que entendí que no eras ingeniero y que no sabias hacerlo por 2 métodos que citaste. Entiendo que serás ingeniero de otra rama y que no sabes aplicar el cálculo en este caso concreto. Un saludo y bienvenido.
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#294796
Buenas. No pasa nada. Soy ingeniero de caminos y hace años que no he usado el método matricial a mano para hallar la frecuencia natural de un sistema. Y, además, me encuentro con que no sé simplificar la estructura refiriéndola a la parte de la turbina. En definitiva que este problema me tiene loco.

Si pudieses ayudar simplemente a decirme cómo sería el modelo equivalente por el que podría empezar a aplicar el método matricial de elementos finitos para hallar la frecuencia natural, te lo agradecería. Es decir, cómo simplificar la imagen esa (de la que he puesto el link) y tener una estructura así: [1]----[2]----[3].

:cheers
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#294797
Pues no, lo siento, supongo que irán en la misma bancada y que el problema lo tendrás en las estructura no?
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#294799
No hay más estructuras que la que se ve en la imagen. El problema es que no sé cómo empezar a usar el método matricial para hallar la frecuencia natural ya que no sé cómo hacer el modelo equivalente.

Gracias de todas formas. Un saludo! :smile
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