안정성 평가

안정성 평가 (Rotordynamics Stability Analysis)

대수 감쇠율(Log Decrement) 교차 연성계수(Cross Coupled Coefficient), 감쇠(Damping), 베어링(Bearing)

로터다이나믹스 안정성 평가 방법은 회전체 로터의 첫 번째 위험속도(1st Critical Speed)에서의 대수 감쇠율(Log decrement) 또는 감쇠(Damping)를 평가하는 매우 중요한 절차이다. 미국석유협회 API 규격에는 안정성 평가(Rotordynamics Stability Analysis)의 세부 절차에 대해 Level 1, Level 2 Analysis로 구분하여 명기하고 있으며, Level 1 초기 검토 결과를 분석하여, Level 2 상세 검토가 필요한지 여부 결정하게 된다. 아래 그림은 안정성 평가 방법 중, 원심 압축기 임펠러(Impeller)의 교차 연성계수(Cross coupled coefficient)와 시스템의 대수 감쇠율(Log Decrement)을 평가하는 Level 1 검토 방법에 대한 예시이다. 이와 같은 안정성 평가 절차를 통하여, 감쇠(Damping) 성능 향상과 불안정성(Instability)을 최소화하는 베어링 종류(Bearing Type)를 선정할 수 있다.

level1 안정성 평가, rotordynamics stability

[Level 1 안정성 평가, Stability Map]

[베어링 종류와 불안정성]

감쇠, 대수 감쇠율 검토 (Demping, Log decrement)

안정성 (Stability) 평가 방법은 아래와 같은 내용을 포함하고 있다.

  • 교차 연성계수 평가 (Cross coupled coefficient)
  • 감쇠, 대수 감쇠율 검토 (Damping and Log Decrement)
  • 원심 압축기, 스팀 터빈, 가스 터빈 등의 회전기계에 적용 (Centrifugal Compressor, Steam Turbine, Gas Turbine 등)
  • 가스 밀도(Gas Density)와 위험속도 비율에 따른 적절성 평가
  • Level 1 analysis
  • Level 2 analysis
  • 라비란스 실, 임펠러, 블레이드, 밸런싱 드럼 등에서 발생하는 교차연성계수 평가(Cross Coupled Coefficient for Labyrinth Seal, Impeller, Blade, Balancing Drum, etc)
  • 베어링(Bearing) 종류에 따른 불안정성 (Instability) 평가
Log decrement, Damping

[Stability and Gas Density Map]

Level 1 Analysis

아래 조건에 해당하는 회전 기계의 경우, 위험 속도(Critical Speed)와 불평형 응답(Unbalance Response)을 계산하는 횡 진동(Lateral Vibration) 분석과 함께 회전체 안정성 평가를 추가로 수행하게 된다.

  • 강성 지지 조건에서, 최대 운전속도가 회전체의 첫번째 위험 속도보다 높은 경우(Rotors whose maximum continuous speed is greater than the first undamped critical speed on rigid support condition)
  • 고정 형상 저널 베어링 (Fixed Geometry Bearing)
Log decrement, Damping, rotordynamics

[회전체 고유 모드]

Level 2 Analysis

Level 1 검토 결과로 계산된 대수 감쇠율(Log Decrement)이 0.1 이하로 평가되었을 경우, Level 2 안정성(Stability) 평가를 수행하게 된다. Level 2 안정성 평가 단계에서는 Impeller Seal, Balancing Drum, Shaft Seal 등에서 발생하는 교차 연성계수(Cross coupled coefficient)를 추가로 검토하게 된다.

[Level 2, 안정성 평가]

핵심 키워드

  • 로터다이나믹스 안정성 평가 (Rotordynamics Stability)
  • 감쇠 (Damping)
  • 대수 감쇠율 (Log decrement)
  • 교차 연성 계수 (Cross coupled coefficient)
  • 베어링 (Bearing)

유사 사업 영역

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