로터다이나믹스

로터다이나믹스 (Rotordynamics)

횡진동(Lateral Vibration), 불평형(Unbalance), 고유진동수(Natural Frequency), 위험속도 (Critical Speed), 캠밸 (Campbell) 선도

이너턴스(INERTANCE)에서는 펌프(Pump), 압축기(Compressor), 터빈(Turbine), 모터(Motor) 등 회전기계에 대한 로터다이나믹스(Rotordynamics), 횡진동(Lateral Vibration) 설계 업무를 수행하고 있습니다. 제작 도면을 참고하여 임펠러(Impeller), 블레이드(Blade), 축(Shaft) 등 회전체 로터(Rotor)에 대한 모델링 작업을 수행하며, 일반적으로 위험속도(Critical Speed), 불평형 응답(Unbalance Response), 안정성(Stability) 평가 등의 검토 범위를 포함하고 있습니다.

횡진동 분석 (Lateral Vibration Analysis)

회전기계의 로터다이나믹스(Rotordynamics) 횡진동(Lateral Vibration) 설계를 통해 아래와 같은 내용을 검토하고 있습니다.

  • 위험속도 분석 (Critical Speed)
  • 운전속도 고유진동수 (Natural Frequency)
  • 감쇠, 비감쇠 분석 (Damped, Undamped Analysis)
  • 로터다이나믹스 (Rotordynamics) 횡진동 (Lateral Vibration) 분석
  • 고유 모드 해석 (Mode Shape)
  • 캠벨 선도 검토 (Campbell Diagram)
  • 베어링 상수 (Bearing Stiffness & Damping Coefficient)
  • 분리 여유 검토 (Separation Margin)
  • 불평형 가진 응답 분석 (Forced Unbalance Response Analysis)
  • 내부 간극 검토 (Internal Clearance Margin)
  • 안정성 평가 (Stability Analysis)
  • 감쇠, 대수감쇠율 평가 (Damping, Log decrement)

[펌프 로터다이나믹스 모델]

상기 그림은 회전기계 중 원심 펌프(Centrifugal Pump)에 대한 로터다이나믹스 횡진동(Lateral Vibration) 분석 모델을 나타내고 있으며, 미국 석유협회 API 규격에 따라 아래 종류의 로터다이나믹스 분석을 수행하고 있습니다.

  • API 610, Centrifugal Pump (원심 펌프)
  • API 612, Steam Turbine (스팀 터빈)
  • API 616, Gas Turbine (가스 터빈)
  • API 617, Centrifugal Compressor (원심 압축기)
  • API 618, Reciprocating Compressor (왕복동 압축기)
  • API 619, Screw Compressor (스크류 압축기)
  • API 672, Integrally Geared Compressor (패키지 공기 압축기)
  • 기타 회전기계 (Rotating Equipment)

위험속도 분석 (Critical Speed)

로터다이나믹스 – 비감쇠 위험속도(Undamped critical speed) 분석의 목적은 베어링 상수(Bearing Coefficient)의 적절성을 설계 초기단계에서 신속하게 검토하는데 목적이 있다. 아래 그림의 분석 결과와 같이, 첫 번째 비감쇠 위험속도와 베어링 상수의 교차 지점 위치를 검토하여, 추후 회전기계 강성 회전체(Stiff rotor) 또는 유연 회전체(Flexible rotor) 등으로 구분된 운전 특성을 간접적으로 예상할 수 있다.

[위험속도 분석, Critical Speed]

고유 모드 분석 (Mode Shape)

평가된 위험속도에 해당하는 각각의 고유 모드(Mode Shape)를 분석해야 한다. 해당 고유 모드의 형상은 추후 불평형 응답 분석 시 활용되는 불평형 질량(Amount of Unbalance Weight)의 크기 및 배치에 유용하게 활용된다.

[회전체 고유모드, Mode Shape]

불평형 응답 분석 (Unbalance Response Analysis)

불평형 응답 분석(Unbalance Response Analysis)을 통해서 운전속도 영역과 위험속도의 분리 여유(Separation Margin)를 확인할 수 있으며, 내부 간극(Internal Clearance) 검토를 통해 러빙(Rubbing) 등의 발생 가능성을 최소화할 수 있다.

[불평형 응답 분석, Unbalance Response]

핵심 키워드

  • 로터다이나믹스 (Rotordynamics)
  • 위험속도 (Critical Speed)
  • 횡진동 (Lateral Vibration)
  • 불평형 응답 (Unbalance Response)

유사 사업 영역

주식회사 이너턴스는 소음 진동 엔지니어링 업체로서 상기 언급된 로터다이나믹스 평가를 포함하여, 아래와 같은 유사 엔지니어링 업무 수행이 가능합니다. 문의 사항은 당사 이메일(mountain@inertance.com)로 연락주시면 성실히 업무 수행토록 하겠습니다.