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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2005.tde-03082005-102444
Document
Author
Full name
Marcelo Vinicius Magnoli
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2005
Supervisor
Committee
Martins, Clovis de Arruda (President)
Bergweiler, Marcelo Fernando Gonzalez
Meneghini, Julio Romano
Title in Portuguese
Cálculo das velocidades angulares críticas da linha de eixo de turbinas hidráulicas com ênfase no comportamento estrutural dinâmico do gerador.
Keywords in Portuguese
carregamento nas estruturas
dinâmica de máquinas
rotor
turbinas hidráulicas
Abstract in Portuguese
O projeto de turbinas hidráulicas tem estado em constante evolução, levando a máquinas mais rápidas e mais leves, nas quais os carregamentos são mais severos e as estruturas mais flexíveis. Com isto, os cálculos dos componentes da turbina devem ser realizados com maior precisão do que no passado, entre eles a determinação das velocidades angulares críticas da linha de eixo e seus fatores dinâmicos de amplificação de deslocamento, sobre os quais a maior influência é exercida pelo rotor do gerador. Para tanto, é elaborado um modelo numérico da linha de eixo, com base na pesquisa da literatura, na qual o rotor do gerador é usualmente considerado como um corpo rígido. Entretanto, para se verificar o efeito de suas propriedades de inércia e rigidez distribuídas sobre o movimento da estrutura, ele é descrito aqui por um modelo de elementos finitos, incluído no restante do sistema através do método da síntese modal de componentes. Os resultados numéricos mostram desvios não desprezíveis entre o método tradicional e o proposto aqui, sendo que se aconselha que o rotor do gerador seja descrito por este procedimento, quando os fatores de segurança empregados forem pequenos ou se a exatidão dos valores calculados for de grande importância.
Title in English
Hydraulic turbines angular critical speeds evaluation with emphasis on the generator dynamic structural behaviour.
Keywords in English
hydraulic turbines
machine dynamics
runner
structure load
Abstract in English
Continuous improvements in hydraulic turbines project has lead to faster and smaller machines, in which loads are more severe and structures are more flexible. As a matter of fact, its components must be calculated more accurately than in the past. Such is the case of shaft line angular critical speeds and their dynamic displacement amplification multipliers, whose main influence is caused by the generator rotor. Therefore, a shaft line numeric model is set up, based on the literature review, where the generator rotor is usually considered as a rigid body. However, in order to verify its distributed inertia and stiffness properties effect on the structure behaviour, it shall be described here by a finite element model, that is included in the overall system using the component mode synthesis method. The numerical results yield significantly deviations between the model proposed here and the traditional, taking one to recommend that, when security factors are low or when calculated values accuracy is important, the generator rotor shall be modelled by the procedure described here.
 
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Publishing Date
2005-08-05
 
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