Projekt

Utveckling av komponenter för ökad dämpning av vattenkraftsrotorer

Uppdaterad 2023-03-20 Publicerad 2019-07-30

Projektet ska ta fram riktvärden för vad som karakteriserar en vattenkraftsrotor med god dynamik. Forskarna ska också utveckla lage och andra komponenter med bättre dynamiska egenskaper än de som finns i dag.

Arbetet initieras genom att i samråd med vattenkrafts ägare och leverantörer ta fram ett antal intressanta maskiner. Avsikten är att studera vilken dämpning som är tillräcklig för vattenkraftsrotorer. Maskiner som är bra och dåliga kommer att studeras och av speciellt intresse är maskiner som fått vibrationsproblem efter uppgradering. Det finns intressanta exempel på maskiner som tidigare gått bra men efter uppgradering av löphjul med högre verkningsgrad fått vibrationsproblem. Dessa maskiner bör ligga på gränsen av den dämpning som krävs för att ge god dynamik. Studien omfattar även betydelsen av egenskaper i stödstruktur och vilka relationer som är bäst lämpade för optimal prestanda av lagren. 

Projektet består av punkterna:

  • Fastställa vad som är tillräcklig modal dämpning i vattenkraftverk
  • Utvärdera olika lagertyper
  • Ta fram förslag på nya lager och utveckla beräkningsmodeller
  • Validera utvecklade modeller i testrigg

Ny kunskap om dämpningens inverkan på vibrationerna kommer att ge värdefull information till leverantörer om vad som är god nivå på dämpning. Nya lager och komponenter ger även möjligheter för leverantörer och kraftverksägare att kunna åtgärda de maskiner som har problem. 

Om projektet

Projektledare

Jan-Olov Aidanpää, LTU

Doktorand

Gudeta Benti, LTU

Projektdeltagare

Rolf Gustavsson, LTU
Urban Lundin, Uppsala universitet

Publiceringar

G. B. Benti, D. Rondon, R. Gustavsson, and J.-O. Aidanpää, ‘Numerical and experimental study on the dynamic bearing properties of a four-pad and eight-pad tilting pad journal bearings in a vertical rotor’, Journal of energy resources technology, vol. 144, no. 1, 2022.

G. B. Benti, R. Gustavsson, and J.-O. Aidanpää, ‘Speed-Dependent Bearing Models for Dynamic Simulations of Vertical Rotors’, Machines, vol. 10, no. 7, 2022.

G. B. Benti, R. Gustavsson, and J.-O. Aidanpää, ‘Experimental Investigation on Dynamics of a Flexible Rotor’, in Svenska Mekanikdagar 2022, 2022.

G. Benti, ‘Nonlinear dynamic analysis of vertical rotors with tilting pad journal bearings’, Licentiate dissertation, Luleå University of Technology, Luleå, 2021.

A simplified model for Non-linear simulation of a vertical rotor with tilting pad journal bearings (submitted in January 2023)

Sqeeeze-film dampers for hydropower applications
(submitted in February 2023)

Offset-lob bearings on vertical hydropower rotors
(submitted in April 2023)

Tid

januari 2019 - december 2020