Ротор

в палитре	на схеме

Блок реализует динамическую модель ротора (вала), как вращающейся массы (например, ротора турбины, вала насоса и т.д.). Является связующим звеном при организации механической связи блоков.

На рисунке показан пример механического соединения вала турбины с валом компрессора при помощи блока «Ротор» (Рисунок 1) . В приведенной расчетной схеме ступень турбины передает на ротор вращающий момент, а компрессор напротив передает момент сопротивления. С учетом всех действующих на ротор моментов, включая собственный момент трения, определяется текущая частота вращения.

Рисунок 1. Пример механической связи вала турбины с валом компрессора при помощи ротора

Момент трения ротора рассчитывается по формуле: M_tr = K⋅(A₀+A₁⋅w_отн+A₂⋅w_отн²+...+A_n⋅w_отнⁿ),

где A_i - безразмерные коэффициенты полинома;

w_отн - относительная частота вращения;

K - коэффициент усиления [Н⋅м].

Если для ротора и присоединенного к нему оборудования установлены разные значения номинальных частот вращения, то подразумевается, что между ротором и оборудованием установлен идеальный редуктор. В этом случае передача моментов между блоками происходит с учетом коэффициента передачи редуктора.

При задании свойства Внешний расчет частоты частота вращения ротора и подключенных к нему агрегатов определяется свойством Начальная частота вращения (относительная), то есть может быть задана непосредственно в свойствах блока или рассчитана в ином месте, например, в скрипте или схеме автоматики.

Математическая модель

В рамках модели происходит решение уравнения моментов с учетом инерции, момента сопротивления трения и текущих значений всех моментов подключенных агрегатов. Результатом решения уравнения моментов является абсолютная частота вращения вала.

Если M_Σ+ > M_стр и w_отн > w_стр, то:

Рисунок 2. Дифференциальное уравнение для вычисления относительной частоты вращения ротора

где w_стр – относительная частота страгивания ротора;

w_ном – номинальная частота вращения ротора [Гц];

M_Σ+ – сумма положительных моментов, действующих на ротор, от подключенных к нему агрегатов [Н·м];

N_МС – число агрегатов, подключенных к ротору;

M_агр^j – момент от j-го агрегата, подключенного к ротору [Н·м];

M_тр – момент трения ротора [Н·м];

J – момент инерции ротора относительно оси вращения [кг·м²].