Luận án tiến sĩ về giám sát dao động động cơ tua bin khí trong kỹ thuật cơ khí

• Tác giả: Lưu Minh Hải
• Người hướng dẫn: PGS TSKH Đỗ Đức Lưu
• Trường học: Đại học Nha Trang
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Khánh Hoà

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ
• 1.1. Tổng quan về giám sát dao động
• 1.2. Thuật ngữ và khái niệm cơ bản
• 1.3. Các công trình khoa học trong nước và quốc tế liên quan đề tài luận án. Giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 1.4. Nguyên nhân gây ra dao động trên động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 1.5. Quy định về GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ của các cơ quan chức năng
• 1.6. Giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thuỷ tại Việt Nam
• 1.7. Xây dựng bài toán cho nghiên cứu
• 1.8. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ
• 2.1. Mô hình động lực học dao động của động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 2.2. Mô hình động học của ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.3. Dạng dao động cơ bản của động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 2.4. Mô hình dao động của động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 2.5. Mô hình dao động ngang
• 2.6. Mô hình DĐD của ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.7. Mô hình dao động xoắn trên hệ trục ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.8. Mô hình dao động bệ máy của động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 2.9. Cơ sở đo và biến đổi tín hiệu dao động
• 2.10. Tín hiệu dao động của máy
• 2.11. Đo và lưu trữ các tín hiệu dao động
• 2.12. Một số vấn đề chính cho xử lý tín hiệu dao động
• 2.13. Quan hệ giữa chuyển vị, gia tốc và vận tốc dao động
• 2.14. Cơ sở giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 2.15. Cơ sở lý thuyết về GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.16. Cơ sở pháp quy (tiêu chuẩn) cho GSDĐ của ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.17. Cơ sở công nghệ và truyền tin cho giám sát dao động trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.18. Mô hình toán các đặc tính giới hạn dao động cho ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.19. Mô hình thuật toán mô phỏng GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 2.20. Mô hình hóa dao động và CBĐ rô to ĐCTBK tàu thuỷ đặt nằm ngang trên MCBĐ
• 2.21. Đánh giá độ tin cậy của dữ liệu đo (mô phỏng) và xây dựng mô hình hồi quy
• 2.22. Đánh giá độ tin cậy của tín hiệu
• 2.23. Tổng hợp mô hình hồi quy và đánh giá độ tin cậy của mô hình
• 2.24. Mô hình hồi quy đa biến đánh giá kết quả của mô phỏng cân bằng động
• 2.25. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG GIÁM SÁT DAO ĐỘNG NGANG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ DR76
• 3.1. Mô phỏng dao động của ĐCTBK tàu thuỷ
• 3.2. Thông số kỹ thuật ĐCTBK tàu thuỷ
• 3.3. Thuật toán chung mô phỏng dao động các phần tử chính của động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 3.4. Mô phỏng dao động ngang của ĐCTBK tàu thuỷ
• 3.5. Mô phỏng DĐN đa điều hòa trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 3.6. Mô phỏng CBĐ rô to ĐCTBK tàu thuỷ trên máy CBĐ
• 3.7. Mô phỏng dao động trên các gối đỡ của máy cân bằng động
• 3.8. Mô phỏng CBĐ rô to đặt trên máy cân bằng động
• 3.9. Đánh giá độ tin cậy của phần mềm mô phỏng cân bằng động
• 3.10. Mô phỏng chẩn đoán MCB bằng mô hình hồi quy
• 3.11. Mô phỏng giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thuỷ
• 3.12. Mô phỏng dao động cho phép trên động cơ tua bin khí tàu thủy
• 3.13. Mô phỏng ra quyết định GSDĐ cho ĐCTBK tại từng tần số
• 3.14. Mô phỏng GSDĐ cho ĐCTBK trên tàu thực
• 3.15. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ
• 4.1. Hệ thống đo, giám sát dao động trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 4.2. Yêu cầu kỹ thuật
• 4.3. Kế hoạch thực nghiệm
• 4.4. Sơ đồ khối hệ thống đa kênh đo, GSDD cho ĐCTBK tàu thuỷ
• 4.5. Lựa chọn cấu hình hệ thống GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 4.6. Bố trí thiết bị GSDĐ tại các bệ đỡ ĐCTBK DR76 trên tàu 375
• 4.7. Kết quả thực nghiệm đo, GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ
• 4.8. Kết quả đo và lưu trữ dữ liệu dao động trong thử nghiệm
• 4.9. Giám sát dao động ngoại tuyến trong thử nghiệm trên tàu 375
• 4.10. Phân tích kết quả
• 4.11. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giám sát dao động trên động cơ tua bin khí

Giám sát dao động là một phương pháp quan trọng trong kỹ thuật cơ khí, đặc biệt khi áp dụng cho động cơ tua bin khí. Nghiên cứu này tập trung vào việc theo dõi và phân tích các dao động động cơ để phát hiện sớm các vấn đề kỹ thuật, từ đó ngăn ngừa hư hỏng nghiêm trọng. Động cơ tua bin khí với tốc độ quay cao thường dễ bị ảnh hưởng bởi các dao động ngang, gây ra bởi sự mất cân bằng. Việc giám sát dao động không chỉ giúp tăng tuổi thọ của động cơ mà còn đảm bảo an toàn trong vận hành.

1.1. Nguyên nhân gây dao động

Các dao động động cơ thường xuất phát từ sự mất cân bằng trong quá trình vận hành. Động cơ tua bin khí với tốc độ quay cao dễ bị ảnh hưởng bởi các lực ly tâm, dẫn đến dao động ngang. Ngoài ra, các yếu tố như lắp đặt không chính xác, hao mòn cơ học cũng góp phần làm tăng mức độ dao động. Việc hiểu rõ nguyên nhân gây dao động là bước đầu tiên trong quá trình giám sát dao động hiệu quả.

1.2. Phương pháp giám sát

Các phương pháp giám sát dao động bao gồm việc sử dụng cảm biến để đo lường các thông số như gia tốc, vận tốc và chuyển vị. Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để xác định mức độ dao động và đưa ra cảnh báo kịp thời. Kỹ thuật giám sát hiện đại còn tích hợp các thuật toán phân tích tín hiệu để dự đoán các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng trở nên nghiêm trọng.

II. Nghiên cứu động cơ tua bin khí

Nghiên cứu động cơ tua bin khí tập trung vào việc phân tích các đặc tính kỹ thuật và hiệu suất của động cơ trong các điều kiện vận hành khác nhau. Động cơ tua bin khí được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và quân sự nhờ khả năng cung cấp công suất lớn với kích thước nhỏ gọn. Nghiên cứu này cũng đề cập đến các công nghệ động cơ tiên tiến nhằm cải thiện hiệu suất và độ bền của động cơ.

2.1. Đặc tính kỹ thuật

Động cơ tua bin khí có các đặc tính kỹ thuật như tốc độ quay cao, công suất lớn và hiệu suất nhiệt cao. Các thông số này cần được theo dõi chặt chẽ để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số kỹ thuật có thể giảm thiểu dao động động cơ và kéo dài tuổi thọ của động cơ.

2.2. Ứng dụng thực tế

Động cơ tua bin khí được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàng không, hàng hải và năng lượng. Trong lĩnh vực hàng hải, động cơ này được sử dụng trên các tàu cao tốc nhờ khả năng cung cấp công suất lớn. Nghiên cứu này cũng đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa hiệu suất của động cơ trong các điều kiện vận hành khắc nghiệt.

III. Phân tích dao động động cơ

Phân tích dao động là một phần quan trọng trong nghiên cứu này, giúp xác định các nguyên nhân gây ra dao động và đề xuất các giải pháp khắc phục. Dao động động cơ có thể được phân loại thành dao động ngang, dao động dọc và dao động xoắn. Mỗi loại dao động có đặc điểm và ảnh hưởng khác nhau đến hiệu suất của động cơ. Việc phân tích chi tiết các loại dao động này giúp cải thiện độ tin cậy và an toàn trong vận hành.

3.1. Dao động ngang

Dao động ngang là loại dao động phổ biến nhất trong động cơ tua bin khí, thường gây ra bởi sự mất cân bằng trong quá trình quay. Nghiên cứu này đề xuất các phương pháp để giảm thiểu dao động ngang, bao gồm việc cân bằng động các bộ phận quay và tối ưu hóa thiết kế động cơ.

3.2. Dao động xoắn

Dao động xoắn thường xuất hiện trong các hệ thống truyền động, gây ra bởi sự thay đổi mô men xoắn. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích và giảm thiểu dao động xoắn thông qua việc sử dụng các bộ giảm chấn và tối ưu hóa thiết kế hệ thống truyền động.