Análisis sísmico de turbogeneradores
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2011
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Abstract
El objetivo de este estudio consiste en evaluar la calidad de modelos simplificados para representar correctamente el comportamiento dinámico del sistema fundación turbinagenerador considerando la interacción dinámica que existe entre la fundación y el equipo. Se discuten tres tipos de configuraciones para el sistema (construidas en Chile), fundadas en suelos Tipo I y II según la Norma NCh 2369. Estos sistemas fueron sometidos a 20 registros artificiales con componente vertical y horizontal. Para cada una de estas configuraciones se consideran 5 formas de modelar el rotor del equipo junto a sus descansos, los cuales se diferencian en el nivel de sofisticación.
Dentro de las características más importantes al modelar el rotor están: considerar los coeficientes de rigidez y amortiguamiento de los descansos como variables en el tiempo, considerar el efecto giróscopo e inercias rotacionales que se producen debido a la velocidad de rotación del rotor e incorporar discos rígidos adjuntos al rotor. Las variables que nos interesa estudiar son: los desplazamientos de los descansos, sus propiedades de rigidez y amortiguamiento como variables en el tiempo, deformaciones del rotor, aceleraciones en los puntos de anclaje del equipo y las aceleraciones laterales del rotor.
Los resultados muestran que el comportamiento de las distintas estructuras analizadas a nivel de esfuerzos y aceleraciones, no son sensible al tipo de modelación que se esté utilizando, lo que indica que se ha realizado un diseño satisfactorio para el nivel de cargas considerado y que éste minimiza la interacción entre el equipo y la fundación. Lo anterior confirma que es posible realizar un modelo simplificado del rotor y los descansos para obtener una buena estimación de las cargas solicitantes en la estructura. En cambio, los resultados muestran que los desplazamientos en los descansos tienden a ser subestimados para los modelos simplificados al igual que las deformaciones del rotor. Esto puede llevar a decisiones equivocadas de diseño al subestimar deformaciones relevantes si se usa un modelo inadecuado.
Dentro de las características más importantes al modelar el rotor están: considerar los coeficientes de rigidez y amortiguamiento de los descansos como variables en el tiempo, considerar el efecto giróscopo e inercias rotacionales que se producen debido a la velocidad de rotación del rotor e incorporar discos rígidos adjuntos al rotor. Las variables que nos interesa estudiar son: los desplazamientos de los descansos, sus propiedades de rigidez y amortiguamiento como variables en el tiempo, deformaciones del rotor, aceleraciones en los puntos de anclaje del equipo y las aceleraciones laterales del rotor.
Los resultados muestran que el comportamiento de las distintas estructuras analizadas a nivel de esfuerzos y aceleraciones, no son sensible al tipo de modelación que se esté utilizando, lo que indica que se ha realizado un diseño satisfactorio para el nivel de cargas considerado y que éste minimiza la interacción entre el equipo y la fundación. Lo anterior confirma que es posible realizar un modelo simplificado del rotor y los descansos para obtener una buena estimación de las cargas solicitantes en la estructura. En cambio, los resultados muestran que los desplazamientos en los descansos tienden a ser subestimados para los modelos simplificados al igual que las deformaciones del rotor. Esto puede llevar a decisiones equivocadas de diseño al subestimar deformaciones relevantes si se usa un modelo inadecuado.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2011