မြန်နှုန်းမြင့် မော်တာ သို့မဟုတ် flywheel ရဟတ်တစ်ခု သင့်ရှေ့တွင် ထိုင်နေပါသည်။ အပြင်ဘက်အချင်း၊ အစုအလျား၊ ရိုးတံအချင်း—ပုံတစ်ပုံပေါ်တွင် မှတ်စာများထက်မပိုသော ဂဏန်းသုံးလုံး။ သို့သော် မြန်နှုန်းမြင့် လည်ပတ်မှုကမ္ဘာတွင်၊ ဤအတိုင်းအတာသုံးမျိုးသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ကန့်သတ်ထားပြီး တစ်ပြိုင်နက် တစ်ပြိုင်နက် ဘယ်သောအခါမျှ မရနိုင်လုနီးပါးဖြစ်သော တြိဂံပုံစံဖြစ်သည်။ အပြင်ဘက်အချင်းကို ပိုကြီးစေပြီး torque တက်လာတတ်သည်၊ သို့သော် centrifugal force သည် ပစ္စည်းကို ဦးစွာ ကွဲသွားလိမ့်မည်။ stack ရဲ့ အရှည်ကို ဆန့်ထုတ်နိုင်ပြီး ပါဝါ တိုးလာနိုင်ပါတယ်၊ ဒါပေမယ့် rotor ဟာ ပထမဆုံး ကွေးညွတ်တဲ့ အရေးကြီးတဲ့ အမြန်နှုန်းရဲ့ နံရံကို ထိသွားနိုင်ပါတယ်။ ရှပ်အချင်းကို ထူစေပြီး တောင့်တင်းမှု ပိုကောင်းလာသော်လည်း ဝက်ဝံများနှင့် မျက်နှာပြင်ထိပ်ဖျားတို့သည် အနီရောင် လင်းလာပါသည်။
မြန်နှုန်းမြင့် ရဟတ်ရွေးချယ်မှုကို နားလည်ခြင်းသည် အခြေခံအားဖြင့် 'အတိုင်းအတာများရွေးချယ်ခြင်း' နှင့် ပတ်သက်၍ မဟုတ်ဘဲ ခွန်အား၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်နှင့် ဒိုင်းနမစ်တို့၏ ကန့်သတ်ချက်သုံးချက်အတွင်း ရပ်တည်နိုင်သည့် လမ်းဆုံတစ်ခုကို ရှာဖွေခြင်းအကြောင်း ဖြစ်သည်။
ပြင်ပအချင်း- မျက်နှာကျက်ကိုထိရန် ပထမဆုံးနံပါတ်ကို လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့်မဟုတ်ဘဲ ထိပ်ဖျားအမြန်နှုန်းဖြင့် သတ်မှတ်သည်
မြန်နှုန်းနိမ့် မော်တာများတွင်၊ centrifugal force ကို ခြိမ်းခြောက်မှု မရှိသောကြောင့် ရဟတ် အပြင်ဘက် အချင်းကို လွတ်လွတ်လပ်လပ် ချဲ့နိုင်သည်။ သို့သော် မျက်နှာပြင်အစွန်အဖျားအမြန်နှုန်းသည် သတ်မှတ်ထားသော အတိုင်းအတာတစ်ခုသို့ ဖြတ်ကျော်သွားသည်နှင့် တပြိုင်နက်- အင်ဂျင်နီယာအလေ့အကျင့်သည် 'မြန်နှုန်းမြင့်' စနစ်သို့ ဝင်ရောက်သွားသကဲ့သို့ 120 m/s ခန့် ကျော်လွန်သွားသည်—အပြင်ဘက်အချင်း တိုးလာတိုင်း ပစ္စည်းအား ၎င်း၏ကန့်သတ်ချက်ဆီသို့ တွန်းပို့သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် မော်တာဒီဇိုင်းအတွက် ပထမအဆင့်သည် မကြာခဏ torque တွက်ချက်ခြင်းမဟုတ်သော်လည်း အမြင့်ဆုံးခွင့်ပြုထားသော blade tip speed မှ ရဟတ်အပြင်ဘက်အချင်း၏ အပေါ်ပိုင်းကန့်သတ်ချက်ကို နောက်သို့ တွက်ချက်သည်။
ဤကန့်သတ်ချက်၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအရင်းခံသည် အတော်လေးရိုးရှင်းသည်- centrifugal force သည် အချင်းဝက်နှင့် angular အလျင်၏ စတုရန်းနှင့် အချိုးကျပါသည်။ တူညီသောပစ္စည်းအတွက်၊ အပြင်ဘက်အချင်းပိုကြီးလေ၊ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် hoop stress ပိုများလေဖြစ်သည်။ အစိုင်အခဲဆလင်ဒါရဟတ်တစ်ခုအတွက်၊ ပေးထားသည့်ဘေးကင်းရေးအချက်တစ်ခုအောက်တွင်၊ အများဆုံးခွင့်ပြုနိုင်သော ထောင့်ကွေးအလျင်သည် ဆန့်နိုင်အားနှင့်သိပ်သည်းမှုအချိုး၏ နှစ်ထပ်ကိန်းအမြစ်နှင့် အချိုးကျပြီး အပြင်ဘက်အချင်းနှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ပစ္စည်း၏ သီးခြား ခိုင်ခံ့မှု မြင့်မားလေ သို့မဟုတ် အပြင်ဘက် အချင်း သေးငယ်လေ၊ အမြန်နှုန်း မျက်နှာကျက် မြင့်မားလေ ဖြစ်သည်။
Flywheel စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုသည် ဤယုတ္တိဗေဒကို လွန်ကဲစေသည်။ သံမဏိ flywheels များ၏အစွန်အဖျားအမြန်နှုန်းသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 200-250 m/s သာရှိနိုင်ပြီး၊ ကာဗွန်ဖိုင်ဘာပေါင်းစပ်မှုများသည် ဤနံပါတ်ကို သတ္တုအကွာအဝေးထက်ကျော်လွန်၍ တွန်းပို့ပေးနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ မြန်နှုန်းမြင့်ရဟတ်များ၏ ပြင်ပအချင်းအတွက် ပထမအခြေခံစည်းမျဉ်းများသည် 'မည်မျှကြီးမားသည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ ဒီဇိုင်းထုတ်လိုသည်' မဟုတ်သော်လည်း 'ပစ္စည်းသည် မျက်နှာပြင်ကို မည်မျှမြန်မြန်လည်ပတ်နိုင်စေမည်နည်း။' ပြင်ပအချင်းကို အစွန်အဖျားနှုန်းဖြင့် သော့ခတ်လိုက်သည်နှင့်၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဒီဇိုင်းသည် ဤ 'မျက်နှာကျက်' အောက်တွင်သာ အလုပ်လုပ်နိုင်သည်။
Stack Length- လျှပ်စစ်သံလိုက်များသည် ရှည်ချင်သည်၊ Dynamics သည် တိုချင်သည်။
ပြင်ပအချင်းကို ပြုပြင်ပြီးသည်နှင့် 'ကွာဟချက်' သည် torque နှင့် power ကို stack length ဖြင့်ဖြည့်ရပါမည်။ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဆက်နွယ်မှုမှ၊ မော်တာအထွက် torque သည် လေထုကွာဟချက်ရှိ shear stress ဖြင့် မြှောက်ထားသော ရဟတ်အချင်းနှင့် stack length ၏စတုရန်း၏ထုတ်ကုန်နှင့် အကြမ်းဖျင်းအချိုးကျပါသည်။ ခိုင်ခံ့မှုကန့်သတ်ချက်များကြောင့် အပြင်ဘက်အချင်းကို ချဲ့၍မရသောအခါ၊ အစုအစည်းအရှည်ကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် တိုက်ရိုက်ထွက်သည့်နည်းလမ်းဖြစ်သည်- တူညီသောအချင်းတွင်၊ အစုအစည်းအရှည်နှစ်ဆသည် အကြမ်းအားဖြင့် torque စွမ်းရည်ကို နှစ်ဆတိုးစေသည်။
သို့သော် stack length နှင့် ပြဿနာမှာ ၎င်းသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်အတွက် 'free variable' မဟုတ်ပါ။ ရဟတ်သည် ပိုရှည်လာသည်နှင့်အမျှ ကွေးညွှတ်တင်းမာမှု အတော်လေး လျော့ကျသွားပြီး ပထမဦးစွာ ကွေးညွှတ်မှု အရေးပါသော အမြန်နှုန်းသည် လျော်ညီစွာ ကျဆင်းသွားသည်။ ရဟတ်ဒိုင်းနမစ်များ၏ ခက်ခဲသောကန့်သတ်ချက်မှာ- လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းသည် အရေးကြီးသောအမြန်နှုန်းမှ လုံလောက်သော ခွဲထွက်မှုအနားသတ်ကို ထိန်းသိမ်းထားရမည်ဖြစ်သည်။ တောင့်တင်းသောရဟတ်ဒီဇိုင်းအတွက်၊ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသောအမြန်နှုန်းသည် ဘေးကင်းသောအနားသတ်ဖြင့် ပထမဦးစွာကွေးနှုန်းအောက်ရှိရန် လိုအပ်သည်။ သေးငယ်သော ပြင်ပအချင်းနှင့် ရှည်လျားသောအတွဲအလျားရှိသော ရဟတ်တစ်ခုသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် 'လုံလောက်စွာ အစွမ်းထက်သည်' ဟု ထင်ရသော်လည်း၊ ၎င်းသည် အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော အမြန်နှုန်းအကွာအဝေးအတွင်း ပဲ့တင်ထပ်ခြင်းအား ဒိုင်းနမစ်ဖြင့် ထိမှန်နိုင်ပါသည်။
၎င်းသည် မြန်နှုန်းမြင့် ရဟတ်ဒီဇိုင်းတွင် ပုံမှန် လွန်ဆွဲပွဲ အတိအကျဖြစ်သည်။ 60,000 r/min နှင့် 100 kW အမိန့်ရှိ ဒီဇိုင်း case သည် ပုံစံသုံးမျိုးတွင် အပေးအယူကို ရှင်းရှင်းလင်းလင်း သရုပ်ပြသည်- ရဟတ်သည် တိုတောင်းပြီး ထူသောအခါ၊ တောင့်တင်းမှုသည် ကောင်းမွန်သော်လည်း ခိုင်ခံ့မှုအနားသတ်သည် တင်းကျပ်ပါသည်။ ရဟတ်အချင်းကို လျှော့ချပြီး ရှည်လျားသော stack အရှည်ကို လျှော့ချပြီးနောက်၊ ခွန်အားနှင့် လျှပ်စစ်သံလိုက် စွမ်းဆောင်ရည် တိုးတက်လာသော်လည်း ပထမဦးစွာ ကွေးညွှတ်မှုပုံစံ ကြိမ်နှုန်းသည် 1385 Hz အထိ ကျဆင်းသွားကာ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော အမြန်နှုန်းနှင့် နီးသော ကွေးညွှတ်မှုအန္တရာယ်ကို ဖန်တီးပေးပါသည်။ နောက်ဆုံး အသုံးပြုနိုင်သော အစီအစဉ်သည် လျှပ်စစ်သံလိုက်၊ အရေးကြီးသော အမြန်နှုန်းနှင့် ခွန်အားတို့ကို တစ်ပြိုင်နက် ကျေနပ်စေမည့် အလယ်အလတ် အရှည်ဖြင့် အပေးအယူလုပ်ခြင်း ဖြစ်သည်။ stack length ၏ အနှစ်သာရမှာ 'လျှပ်စစ်သံလိုက်လိုအပ်သည်' နှင့် 'ဒိုင်းနမစ်များခွင့်ပြုသည်' အကြားဝယ်ထားသည့် မတ်တပ်ရပ်လက်မှတ်တစ်ခုဖြစ်သည်။
Shaft Diameter- 'ပိုထူ၊ ပိုဘေးကင်းသည်' မဟုတ်ဘဲ တင်းကျပ်ခြင်းနှင့် ဝက်ဝံများကြားတွင် တင်းကျပ်စွာ လမ်းလျှောက်ခြင်း
ရှပ်အချင်းသည် 'အထူပို၍ တည်ငြိမ်သည်ဟု မကြာခဏ နားလည်မှုလွဲပါသည်။' မြန်နှုန်းမြင့်အခြေအနေများတွင်၊ ရှပ်အချင်းရွေးချယ်မှုသည် တစ်ချိန်တည်းတွင် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖိအားနှစ်ခုကို ရင်ဆိုင်ရသည်။
ကွေးညွှတ်ခြင်းအရေးပါသောအမြန်နှုန်း၏ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် ရိုးတံကွေးညွတ်တောင့်တင်းမှုသည် ရိုးတံအချင်း၏ စတုတ္ထပါဝါနှင့် အချိုးကျပြီး ပံ့ပိုးမှုအတိုင်းအတာ၏တတိယပါဝါနှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျပြီး အရေးပါသောအမြန်နှုန်းသည် √(k/m) အဖြစ် အကြမ်းဖျင်းကွဲပြားသည်။ ရိုးတံအချင်းကို တိုးလာခြင်းသည် အရေးကြီးသောအမြန်နှုန်းကို တွန်းပို့ရန်နှင့် ရဟတ်အား 'တောင့်တင်းစေရန်အတွက် သင့်လျော်ပုံပေါ်သည့် တင်းမာမှုကို လျင်မြန်စွာ တိုးစေသည်။' သို့သော် ရိုးတံအချင်းသည် အကန့်အသတ်မရှိ ထူ၍မရနိုင်ပါ။ ပထမအကြောင်းရင်းမှာ ဝက်ဝံများတွင် တည်ရှိသည်- အချင်းတိုးလာသည်နှင့်အမျှ သမားရိုးကျ rolling bearings ၏ ခွင့်ပြုထားသော အမြန်နှုန်းသည် သိသိသာသာ ကျဆင်းသွားသည်။ shaft ပိုထူလေလေ၊ bearing ပေးစွမ်းနိုင်သော အမြန်နှုန်းနိမ့်လေဖြစ်သည်။ Magnetic bearings များသည် ဤအချက်အတွက် ပိုကြီးသော shaft diameter space ကို ပေးစွမ်းနိုင်သော်လည်း ၎င်းတို့၏ shaft diameter ကို သံလိုက်ပစ္စည်းများ၏ မျက်နှာပြင်အဖျားအမြန်နှုန်းဖြင့် ကန့်သတ်ထားဆဲဖြစ်သည်။ ဒုတိယ၊ ရိုးတံကို ထူလာခြင်းသည် ရဟတ်ထုထုကို တိုးစေပြီး အရေးပါသော အမြန်နှုန်းသည် ဒြပ်ထု၏ နှစ်ထပ်ကိန်းနှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်၊ ထို့ကြောင့် တောင့်တင်းမှု၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းကို အစုလိုက်အပြုံလိုက် ဒဏ်ချက်ဖြင့် ထေမိပါသည်။
ပိုမိုသိမ်မွေ့သောကန့်သတ်ချက်သည် ရိုးတံနှင့် ရဟတ်ကိုယ်ထည်ကြား အံဝင်ခွင်ကျမှ လာပါသည်။ ရဟတ်အတွင်းပိုင်းအချင်း (ဆိုလိုသည်မှာ၊ ရှပ်အချင်း) ရွေးချယ်မှုသည် အမြဲတမ်းသံလိုက်များ သို့မဟုတ် လက်ကိုင်လက်စွပ်များအတွက် အချင်းနေရာအား သက်ရောက်မှုရှိပြီး အနှောင့်အယှက်ဖြစ်သည့် ဖိစီးမှုအခြေအနေသည် ရဟတ်၏ထိရောက်သော တောင့်တင်းမှုကိုလည်း ပြောင်းလဲစေကာ အရေးကြီးသောအမြန်နှုန်းကို ထိခိုက်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့် ရှပ်အချင်းသည် သီးခြား 'ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ အတိုင်းအတာ၊' မဟုတ်သော်လည်း ဝက်ဝံရွေးချယ်မှု၊ ဖိစီးမှုနှင့် အံဝင်ခွင်ကျရှိသော ရဟတ်ဒိုင်းနမစ်များကို တပြိုင်နက်သက်ရောက်စေသည့် အချက်အချာဘောင်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ရဟတ်အား တင်းကျပ်သော သို့မဟုတ် တည်ငြိမ်သောနှုန်းဖြင့် ထိန်းထားရန် လုံလောက်သော အထူရှိရမည်ဖြစ်ပြီး ဝက်ဝံများနှင့် မျက်နှာပြင်အဖျားအမြန်နှုန်းအတွက် နေရာချန်ထားရန် လုံလောက်စွာ ကန့်သတ်ထားသည်။
အမှန်တကယ် ဒီဇိုင်းသည် ရူပဗေဒ အထပ်ထပ်၊ တစ်ခုတည်းသော တွက်ချက်ခြင်းမဟုတ်ပါ။
အတိုင်းအတာသုံးရပ်ကို သီးခြားစီကြည့်ပါ၊ တစ်ခုစီတွင် ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင် ကန့်သတ်ယုတ္တိရှိပါသည်- ပြင်ပအချင်းကို အစွန်အဖျားအမြန်နှုန်းဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားကာ စည်းအရှည်ကို လျှပ်စစ်သံလိုက်လိုအပ်ချက်ဖြင့် ဆန့်ထုတ်ကာ အရေးကြီးသောအမြန်နှုန်းဖြင့် အတိုချုံ့ကာ၊ ရှပ်အချင်းသည် တင်းကျပ်မှုနှင့် ဝက်ဝံများကြားတွင် တင်းကျပ်စွာချည်နှောင်ထားသည်။ သို့သော် မြန်နှုန်းမြင့် ရဟတ်ဒီဇိုင်း၏ လက်တွေ့မှာမူ အဆိုပါ အတိုင်းအတာသုံးခုကို စဉ်ဆက်မပြတ် ဆုံးဖြတ်၍မရပေ။ အထပ်ထပ်အားဖြင့်သာ ပေါင်းစည်းနိုင်သည်။
လုပ်ဆောင်နိုင်သော သဘောတရားဆိုင်ရာ အလုပ်အသွားအလာမှာ- ပထမဦးစွာ ခွင့်ပြုနိုင်သော blade tip speed အရ ပြင်ပအချင်းကို ပဏာမရွေးချယ်ပါ၊ ထို့နောက် လေ-ကွာဟမှု ပွတ်တိုက်မှုအားဖိစီးမှုယူဆချက်အပေါ် အခြေခံ၍ torque/power လိုအပ်သော stack length ကို ခန့်မှန်းပါ၊ ထို့နောက် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် dynamic verification ကိုရိုက်ထည့်ပါ— centrifugal stress ကိုစစ်ဆေးခြင်း၊ retaining sleeve သို့မဟုတ် criticalting speed နှင့် calculating အမြန်နှုန်း၊ အရေးကြီးသော အမြန်နှုန်းအနားသတ်သည် မလုံလောက်ပါက၊ ပြန်သွားပြီး အစုအဝေး သို့မဟုတ် ရှပ်အချင်းကို ချိန်ညှိပါ။ ခွန်အားမလုံလောက်ပါက ပြန်သွားကာ အပြင်ဘက်အချင်း သို့မဟုတ် လက်စွပ်ပုံစံကို ချိန်ညှိပါ။ ချိန်ညှိမှုတစ်ခုစီသည် 'နံပါတ်တစ်ခုကို ပြောင်းလဲခြင်း' မဟုတ်ဘဲ အခြားနံပါတ်နှစ်ခုကို ဖြစ်နိုင်သည့်ဒေသသို့ ပြန်ဆွဲယူခြင်းဖြစ်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် ရဟတ်ဒီဇိုင်း၏ အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ သရုပ်မှန်မှာ ခွန်အား၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်နှင့် ဒိုင်းနမစ်များဖြင့် ချည်နှောင်ထားသော ဖြစ်နိုင်ခြေရှိသော ဒေသအတွင်း ရူပဗေဒဆိုင်ရာ ထပ်လောင်းလှည့်ဖြားမှုကို အသုံးပြုရန် ဖြစ်သည်။
ထို့ကြောင့် မြန်နှုန်းမြင့်ရဟတ်တစ်ခု၏ အပြင်ဘက်အချင်း၊ အစုအလျားနှင့် ရိုးတံအချင်းကို သင်တွေ့သောအခါ၊ ပိုမိုတန်ဖိုးရှိသောမေးခွန်းမှာ 'ဤနံပါတ်သည် ဘာကြောင့်ဖြစ်သနည်း'၊ သို့သော် 'အခြားနံပါတ်နှစ်ခုက ၎င်းကို မည်သည့်နေရာတွင် တွန်းပို့ခဲ့သနည်း။' အရွယ်အစားတြိဂံ၏ ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော အဖြေတိုင်းသည် ကန့်သတ်ချက်သုံးခုတွင် ညှိနှိုင်းပြီးနောက် ကျန်ခဲ့သော သဲလွန်စတစ်ခုဖြစ်သည်။
