Bilgilendirme Yazısı
Daha Yüksek Rüzgar Türbini Performansına yönelik Rulman Yorulması Tespiti
Rohit Voothaluru hakkında
Yedi yıldır Timken’in araştırma ve geliştirme ekibinin bir üyesi olan Rohit Voothaluru, ultra büyük çaplı rüzgar türbini rulmanlarının üretimine yönelik olarak gelişmiş proses ve hesaplama modeli çalışması yürütüyor. Üretim süreci optimizasyonuna yönelik çözümler geliştirmek için multifizik, orta ölçekli modelleme ve bilgi işlem alanındaki ilerlemelerden yararlanan çok sayıda yenilikçi modelleme projesine liderlik ediyor. Öncü çalışmaları ABD Enerji Bakanlığı tarafından takdir edildi.
“Mühendislik açısından bilinmeyenleri ne kadar zorlarsanız, bu sorunları çözmek, üretim ve teknoloji sektörlerinde lider olmanızı sağlayacak ürün ve hizmetler geliştirmek ve bunları ilerletmek için o kadar fazla fırsat yakalarsınız. Geçmişte mevcut olmayan ama bugün kritik öneme sahip sorunları çözmemi istemeleri beni son derece heyecanlandırıyor.”
Rüzgar türbini dişli kutusu rulmanları, döner parçalara ve kanal yolu bileşenlerine uygulanan sürekli yüksek temas basıncı için gereken olağanüstü dayanıklılık nedeniyle, temel olarak yüksek mukavemetli martenzitik çelikten yapılmış önemli bileşenlerdir.
Mükemmel özel tasarım çözümleri olmasına rağmen, yüzey veya yüzey altı çatlaklarının oluşumu ile karakterize edilen yuvarlanma temas yorulması (RCF) erken rüzgar türbini dişli kutusu rulman arızasının %75’inden fazlasını oluşturuyordu. Çelik mikroyapı içindeki bölgelerin dönüşüm süreci – metalurjide optik mikroskop altında beyaz görünümleriyle bilinen “beyaz aşındırma maddesi” (WEM) – genellikle kanal yollarının beklenmedik şekilde pul pul dökülmesinden ve parçalanmasından önce gerçekleşir.
Bu, genel olarak tribolojide ve özellikle rüzgar enerjisinde önemli bir konudur. Muazzam miktarda güç üretmek için yerden yüzlerce fit yüksekte duran veya kıyıdan kilometrelerce uzakta yüzen devasa türbinlerin minimum bakımla en iyi şekilde çalışması gerektiğinden, yorulma belirtilerini tespit etmek ve operasyonel sorunlara yol açma potansiyellerini azaltmak için WEM oluşumunu tahmin edebilmek zorunludur.
Son makalemiz tam olarak bu konuyu ele alıyor. WEM oluşumunun mekanizmalarını daha iyi anlamaya ve sürtünmeli enerji dağılımının rolünü netleştirmeye çalıştık.
Çalışmamızda, çok eksenli yükleme ve yüzey altı sürtünme enerjisi değişikliklerinin bir kombinasyonunun WEM oluşumunda temel faktörler olabileceğini varsaymaktayız.
Bunu test etmek amacıyla salınımlı kuvvetler altında temas eden yüzeylerin birleşim yerindeki hasarı değerlendiren yeni bir parametrik analiz kullandık ve bir yüzey altı çatlağının oryantasyonunu, boyutunu ve yerel sürtünmesini dikkate almak için bir hesaplama modeli kullandık.
Simülasyon sonuçları sadece hipotezimizi ve deneysel gözlemlerimizi desteklemekle kalmıyor, WEM’ye yönelik faydalı bir belirti olarak sunduğumuz aşınma hasarı parametresini ve enerji tüketimini değerlendirmek üzere tutarlı, tekrarlanabilir bir çerçeveyi belirtiyor.
Sonuçlarımız gelecekteki çalışmalara rehberlik ediyor ve bu çalışmayı temel alan, daha yüksek performanslı rüzgar türbini işleyişine yönelik olarak dişli tahrik rulmanı güvenilirliğini iyileştirmeyi amaçlayan yeni modeller geliştiriyoruz.
Last Updated: 2022/02/24
Published: 2022/02/11