Algoritmo para determinar el origen de la vibración sincrónica en rotores rígidos verticales.
| dc.contributor.advisor | Rodríguez Godoy, Cristian | es |
| dc.contributor.author | Santa María González, Ignacio Sebastián | es |
| dc.date.accessioned | 2022-01-13T14:14:59Z | |
| dc.date.accessioned | 2024-08-28T20:15:22Z | |
| dc.date.available | 2022-01-13T14:14:59Z | |
| dc.date.available | 2024-08-28T20:15:22Z | |
| dc.date.issued | 2022 | |
| dc.description | Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Mecánica. | es |
| dc.description.abstract | Dentro de las técnicas de mantenimiento empleadas en la actualidad se utiliza la medición y análisis de vibraciones para detectar distintas fallas. Esta técnica se basa, principalmente, en que los distintos modos de falla producen vibraciones a distintas frecuencias. Sin embargo, en la industria existen máquinas en las que el análisis mencionado tiene algunas complicaciones, ya que existen varios modos de falla que producen componentes vibratorias a una misma frecuencia, por lo que no es posible discriminar sobre su origen. Para identificar el origen, es necesario contar con mediciones a distintas condiciones de operación en las que la contribución relativa de los distintos modos de falla que originan la vibración sea diferente. El objetivo principal de este trabajo es desarrollar un algoritmo capaz de identificar la contribución de los distintos modos de falla que generan vibración a la velocidad de rotación de manera de establecer la importancia relativa de cada una de ellas. Se desarrolla el algoritmo aplicándolo al caso de turbinas hidráulicas de eje vertical, sin embargo, la metodología desarrollada es aplicable a cualquier rotor rígido. En primer lugar, se analizan los cuatro principales fenómenos que generan vibración sincrónica en turbinas hidráulicas de eje vertical: desbalanceamiento mecánico, desbalanceamiento magnético, desbalanceamiento hidráulico y runout; logrando obtener relaciones de proporcionalidad con las condiciones de operación para cada uno de estos fenómenos. Posteriormente, estas relaciones de proporcionalidad fueron utilizadas para conseguir la ponderación de las componentes en la vibración resultante bajo distintas condiciones de operación. En segunda instancia, se realiza el desarrollo matemático utilizando distintas condiciones de operación para plantear un sistema de ecuaciones y determinar los cuatro orígenes. Debido a que el sistema de ecuaciones tiene más incógnitas que ecuaciones, se utilizan las proporciones anteriormente descritas para plantear el sistema de ecuaciones en función de una ecuación definida, formando un sistema de ecuaciones de 𝑛 × 𝑛. Finalmente, resolviendo el sistema de ecuaciones, se obtienen las amplitudes de cada origen para un intervalo definido. Posteriormente se realiza una simulación, basada en mediciones reales, de cómo sería una vibración en presencia de los cuatro modos de falla, para luego estudiar su superposición. Además, con la simulación se realiza un estudio del error de la solución del sistema de ecuaciones en función de las diferencias de amplitud y fase. También se estudia el error en función de los intervalos seleccionados donde la principal conclusión obtenida es que, si se utilizan condiciones de operación similares, el número de condición de la matriz se hace muy alto, obteniéndose una solución con un error alto. Por otra parte, durante la programación del algoritmo se presentaron errores de cálculo no previstos por lo que se optó por plantear el sistema de ecuaciones de cinco formas distintas para luego entregar aquella solución que tenga el menor error estimado. El algoritmo se programó en lenguaje MATLAB, basado en las conclusiones obtenidas de la simulación. La programación se realizó de tal forma que al ejecutar el programa se abre una ventana que solicita una hoja de cálculo en archivo Excel que debe contener en sus columnas los vectores de tiempo, vibración, pulso, corriente y potencia. Luego, se buscan los intervalos donde sea factible plantear y resolver el sistema de ecuaciones. Posteriormente se realizan los cálculos y finalmente se entregan los resultados. La principal conclusión de la investigación es que el algoritmo queda validado mediante datos de simulación con errores relativos máximos de 2.12%, mientras que con mediciones reales hechas en una turbina hidráulica en junio de 2019 los errores relativos máximos fueron de 3.12% y con otras mediciones reales hechas en octubre de 2020 los errores relativos máximos fueron de 8.18%. | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Mecánica. | es |
| dc.description.facultad | Departamento de Ingeniería Mecánica | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/9457 | |
| dc.language.iso | spa | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción. | es |
| dc.rights | Creative Commoms CC BY NC ND 4.0 internacional (Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional) | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.es | |
| dc.subject | Vibración | |
| dc.subject | Desgaste Mecánico | |
| dc.subject | Máquina | |
| dc.subject | Mantenimiento Reparación | |
| dc.subject | Algoritmos | |
| dc.title | Algoritmo para determinar el origen de la vibración sincrónica en rotores rígidos verticales. | es |
| dc.type | Tesis | es |