ES2282406T3 - Sistema para una turbina con un medio de trabajo liquido o gaseoso. - Google Patents
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Abstract
Una turbina adaptada para un medio de trabajo gaseoso o líquido, en particular una turbina eólica para un aerogenerador, que comprende: un eje (3) que es giratorio con una cierta frecuencia angular (Ometarotación), un buje (2) sobre el cual va unida al menos una pala de turbina (1), y un miembro de articulación (12, 13) dispuesto entre dicho eje (3) y dicho buje (2) y que comprende un cojinete (12) y elementos de resorte (13), que ofrecen juntos una rigidez k contra movimientos en el miembro de articulación (12, 13), teniendo dicha pala de turbina (1) un factor de inercia másica (Jturbina) con relación al miembro de articulación (12, 13) y estando adaptada para moverse a través de dicho flujo gaseoso o líquido, el cual tiene una dirección del flujo esencialmente perpendicular al plano de rotación de dicha pala de turbina (1), y tiene una velocidad del flujo variable en esa dirección, de tal modo que la turbina está expuesta a fuerzas de perturbación cuyo componente esencial tiene una frecuenciade la perturbación (Omegaperturbación) que está compuesta de dicha frecuencia angular (Omegarotación), y dicho miembro de articulación (12, 13) forma una articulación oscilante que tiene una frecuencia propia (Omegaresonancia) que se calcula mediante la expresión Omegaresonancia = Raíz de k/Jturbina caracterizado porque la rigidez (k) de dicho miembro de articulación (12, 13), el factor de inercia másica (Jturbina) de dicha pala de turbina (1) y la frecuencia angular (Omegarotación) se han seleccionado de tal modo que se cumple la condición de que (Omegarotación) = Raíz de k/Jturbina.
Description
Sistema para una turbina con un medio de trabajo
líquido o gaseoso.
Este invento se refiere a un sistema para una
turbina con un medio de trabajo gaseoso o líquido, en particular a
una turbina eólica para un aerogenerador. La turbina comprende un
eje, el cual es giratorio con una cierta frecuencia angular, un
buje, al cual va unida al menos una pala de turbina, y un miembro de
articulación, dispuesto entre el eje y el buje. El miembro de
articulación comprende un cojinete y elementos de resorte, que
ofrecen juntos una rigidez contra los movimientos del miembro de
articulación. La pala de turbina tiene un factor de inercia másica
en relación con el miembro de articulación, y está adaptada para
moverse a través del flujo gaseoso o líquido, el cual tiene una
dirección del flujo esencialmente perpendicular al plano de
rotación de dicha pala de turbina y tiene una vx variable en dicha
dirección, de tal modo que el sistema queda expuesto a fuerzas de
perturbación. El invento se refiere también a un aerogenerador con
tal sistema.
\vskip1.000000\baselineskip
Usualmente, los aerogeneradores tienen bujes
rígidos, lo que significa que las palas de la turbina eólica tienen
una conexión rígida con el buje. La función es aceptable cuando el
número de palas es de al menos tres, ya que tres palas dispuestas
simétricamente, en cierta medida, son capaces de nivelar las fuerzas
de desequilibrio que se crean debido a las irregularidades en el
campo del viento. Una reducción del número de palas a dos es
deseable, ya que ello entraña una considerable reducción del coste
de las palas, así como otras ventajas, tales como la de obtener un
conjunto menos complicado. La producción anual de energía de la
turbina de dos palas, calculada para una turbina de un cierto
diámetro, se reduce solamente en un 2-3%. Sin
embargo, una turbina eólica de buje rígido, de dos palas, está
expuesta a considerables fuerzas de desequilibrio, incluso durante
el funcionamiento normal, que producen fatiga en los componentes de
la turbina. Esto debe ser compensado por un aumento de las
dimensiones de todos los componentes principales, tales como esa
solución de dos palas, de tal modo que esa solución de dos palas,
debido a su excesivo coste, no está ya justificada. Como
consecuencia, este tipo de turbina eólica no se fabrica
ya.
ya.
El buje oscilante pasó a ser la solución de los
problemas de la turbina eólica de buje rígido de dos palas. Se
caracteriza porque las dos palas están fijadas rígidamente a un
buje, el cual está articulado al eje de la turbina. En la Patente de
EE.UU. Nº 4.565.929 se describe un ejemplo de una turbina, que es
capaz de oscilar \pm7º hasta hacer contacto con los topes de la
oscilación. La función es satisfactoria en las condiciones normales,
lo que significa que el comportamiento frente a la fatiga es
ventajoso. Sin embargo, en condiciones extremas del viento, con una
alta turbulencia y altos gradientes transversales de la velocidad
del viento, tales contactos con los topes de la oscilación pueden
tener lugar de tal modo que den por resultado momentos más severos
que los que se producen en una turbina eólica de buje rígido. Por
consiguiente, son los casos de carga extrema los que son críticos.
Ninguna de las turbinas con este simple tipo de buje oscilante ha
llegado a ser de uso generalizado.
Con objeto de resolver los problemas originados
por las cargas extremas, se ha propuesto controlar el movimiento
oscilante, combinando para ello los topes de la oscilación con la
amortiguación. Un ejemplo se ha descrito en la Patente de EE.UU. Nº
5.354.175, en la cual se propone limitar el movimiento oscilante
mediante una amortiguación hidráulica controlable. Ninguno de estos
tipos de buje ha sido usado generalizadamente, lo que se debe a una
falta de conocimiento de cómo deberá diseñarse un buje con objeto de
evitar un serio aumento de las fuerzas de perturbación en el
sistema, bajo ciertas condiciones.
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto del presente invento es proporcionar
un sistema para una turbina, en particular un sistema para una
turbina eólica para un aerogenerador, que reduzca al mínimo los
efectos de las fuerzas de desequilibrio originadas por las
irregularidades en el campo del viento, y por lo tanto el riesgo de
fatiga, y de cargas extremas en la estructura.
El invento está basado en admitir que una
turbina eólica, por ejemplo, una turbina eólica de dos palas, con
una articulación oscilante que tenga una cierta rigidez, en teoría
puede considerarse como un sistema de masa elástica, de acuerdo con
la mecánica clásica.
El campo del viento comprende tanto una
variación sistemática, un gradiente de la velocidad transversal del
viento, lo cual significa que la vx media del viento es más alta
durante la parte superior de la revolución de la turbina, como una
variación estocástica, la turbulencia. Es evidente que el gradiente
de la velocidad transversal del viento crea un ciclo de carga por
cada revolución de la turbina en un sistema de coordenadas de
co-rotación, con la turbina. También la menos
significativa sombra de la torre (la corriente de aire que es
perturbada por la torre, crea la misma variación. Como otra
consideración, debe constatarse que también la turbulencia creará
componentes de la misma frecuencia, ya que las palas de turbina se
mueven rápidamente (a 50-100 m/s, en comparación
con la vx del viento de aproximadamente 5-25 m/s) y
sus irregularidades. Cada pala de turbina alcanzará por lo tanto una
irregularidad específica del viento varias veces, lo que significa
que la perturbación resultante también en este caso tendrá una
frecuencia que es igual a la frecuencia angular de rotación
\omega_{rotación} es decir:
(1)\omega_{perturbación} =
\omega_{rotación}
en lo que sigue, a esta Figura se
la denomina como la frecuencia de la
perturbación.
Es de hacer notar que esta condición es válida
en un sistema de coordenadas de co-rotación, con la
turbina, lo cual es relevante para aquellas fuerzas que afecten a la
turbina. En un sistema de coordenadas que esté fijado a la góndola o
torre, la frecuencia de la perturbación es proporcional al resultado
de la multiplicación del número de palas por la frecuencia de
rotación.
La mayor parte de las turbinas eólicas actuales
operan a una vx de rotación (frecuencia angular) que normalmente
varía en un pequeño tanto por ciento, que depende del resbalamiento
del generador inductor usado generalmente. Este valor puede aumentar
hasta aproximadamente el diez por ciento, con un diseño de generador
especial. En vez de funcionar a una vx fija, la turbina eólica opera
dentro de un margen de vxes de rotación. Hay también generadores con
dobles arrollamientos que operan dentro de dos márgenes de vxes de
rotación diferentes. Es posible controlar la vx de rotación a
cualquier valor, usualmente a uno bajo para bajas vxes el viento, y
a uno alto para altas vxes del viento, aplicando para ello equipo
eléctrico específico. La frecuencia angular de la rotación de la
turbina \omega_{rotación} deberá entenderse en el presente
invento como el margen más alto de vx de rotación que se usa durante
el funcionamiento normal, conectado al circuito principal. Esto es
posible dado que las altas vxes de rotación se usan normalmente
cuando las vxes del viento son bastante altas, o altas, y la turbina
eólica desarrolla una alta potencia de salida, lo que constituye las
condiciones de funcionamiento que son decisivas para el dimensionado
de la turbina.
Se puede calcular el factor de inercia másica de
la turbina J_{turbina}, con relación al eje oscilante. La
contribución del buje, sin embargo, es insignificante. Por
consiguiente, el factor de inercia másica de la turbina puede ser
aproximadamente el factor de inercia másica de las palas. Se supone
que el miembro de articulación sea del tipo en el cual el movimiento
es contrarrestado por resortes, lo que hace que sea posible calcular
una constante elástica k para el miembro de articulación. La
constante elástica constituye un valor de la rigidez del miembro de
articulación. De acuerdo con la mecánica clásica, la frecuencia
propia \omega_{resonancia} de la turbina, con relación a la
articulación, puede calcularse como
(2)\omega_{resonancia} =
\sqrt{k/Jturbina}
A partir de ahora, denominaremos a esta la
frecuencia propia de la articulación oscilante. Es de hacer
notar que, para mayor claridad, no se ha analizado aquí el impacto
en la estabilización de los movimientos oscilantes de la fuerza
centrífuga, es decir, el aumento de rigidez debido a la fuerza
centrífuga.
Con objeto de explicar claramente la reacción
general de tal sistema de masa elástica en las perturbaciones de
frecuencias variables, se ha estudiado la amplificación, es decir la
relación de la amplitud del sistema a la amplitud de la
perturbación. Se ha añadido al sistema una amortiguación moderada,
en correspondencia con un estado actual en el cual el aire
amortiguará el movimiento de oscilación de las palas y el miembro de
articulación puede ser dotado de elementos de amortiguación.
El estudio revela que una baja frecuencia de la
perturbación, con relación a la frecuencia propia de la articulación
oscilante, es decir, que el funcionamiento sea subcrítico de acuerdo
con la mecánica clásica, produce una respuesta del sistema que es
ligeramente mayor que la perturbación, es decir, que la
amplificación excede justamente de 1, lo que corresponde a un buje
ideal con un grado de rigidez relativamente alto. Se revela, además,
que la amplificación es grande cuando la frecuencia de la
perturbación y la frecuencia propia del sistema sean iguales, es
decir, que el funcionamiento es crítico. Es probable que las
primeras tentativas de usar bujes oscilantes con resortes
antagonistas hayan producido ese efecto. Cuando la frecuencia de la
perturbación es más alta que la frecuencia propia, es decir, que el
funcionamiento es supercrítico, la amplificación es
significativamente más baja.
Los casos antes mencionados ilustran las
condiciones durante el funcionamiento normal. Una turbina eólica con
una articulación oscilante que tenga una cierta rigidez, tiene
además la ventaja de que los estados durante la turbulencia extrema
y el gradiente transversal de la vx del viento, lo que ocurre unas
pocas veces durante la vida de funcionamiento de una turbina eólica,
pueden manejarse con cargas y ángulos de oscilación razonables.
Las condiciones durante el funcionamiento normal
determinan principalmente la fatiga de los materiales de la
estructura, mientras que los estados de funcionamiento extremo son
decisivos para las cargas extremas. Un buje con una cierta rigidez
presenta un mejor equilibrio entre los casos de carga de fatiga y
los casos de carga extrema.
El estudio como el que se ha descrito en lo que
antecede ilustra que el funcionamiento en el margen de gran
amplificación de la perturbación, es decir, cuando la frecuencia de
la perturbación y la frecuencia propia sean iguales, deberá
evitarse. Estos resultados han sido confirmados mediante
simulaciones en el dominio del tiempo, con un modelo de turbina de
ordenador razonablemente amplio, tomándose en dicho modelo en
consideración correctamente la distribución de masas, la
aerodinámica estacionaria y la no estacionaria, las articulaciones,
la rigidez, la amortiguación, la distribución del viento, el aumento
de rigidez debido a la fuerza centrífuga, etc., para turbinas
eólicas, a diferentes vxes del viento. Las simulaciones han revelado
que el momento en el buje llega a hacerse hasta diez veces mayor
cuando la rigidez del buje tiene el valor crítico, en comparación
con cuando tiene un valor más alto o más bajo.
Como se ha mencionado en lo que antecede, el
grado en que resulta crítico depende de las relaciones entre la
frecuencia de la perturbación, el factor de inercia másica de la
turbina y la rigidez de la articulación oscilante. En la fase de
construcción, esos valores pueden seleccionarse sin restricciones.
La frecuencia de la perturbación es igual a la velocidad de
rotación. El factor de inercia másica de la turbina se determina
principalmente por la distribución de masas y por la configuración
geométrica de las palas. Para una configuración geométrica de pala
específica, el factor de inercia másica puede resultar influenciado
por la elección de los materiales de construcción y por la adición
de material de lastre. La rigidez de la articulación oscilante viene
determinada por la rigidez de los diferentes elementos de la
articulación, los cuales están normalmente hechos de caucho o de
algún otro material elastómero. Por consiguiente, es relativamente
fácil cambiar la rigidez, también en una articulación oscilante
existente, intercambiando para ello los elementos de caucho por
otros nuevos con un módulo de Young diferente, y posiblemente con
una configuración geométrica modificada.
Para resumir, de acuerdo con el invento, el buje
se construye de tal modo que el funcionamiento sea supercrítico o
subcrítico. Poniendo en práctica el invento, las cargas disminuyen
considerablemente, y se consiguen ventajas tanteo técnicas como
económicas.
El invento se describirá además con detalle en
lo que sigue, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
La Figura 1 ilustra como un sistema consistente
en una masa, un resorte y un amortiguador, reacciona en general
frente a perturbaciones de diferentes frecuencias;
La Figura 2 muestra la estructura principal de
un aerogenerador con una turbina eólica de eje horizontal;
La Figura 3A representa una vista en alzado
lateral, parcialmente en corte, de un buje oscilante de acuerdo con
el invento, y la Figura 3B representa el buje oscilante como el
ilustrado en la Figura 3A, en una vista en alzado frontal.
En la Figura 1 se ha ilustrado como un sistema
consistente en una masa, un resorte y un amortiguador reacciona en
general frente a perturbaciones de diferentes frecuencias. La
amplificación (en la dirección Y en la Figura 1), es decir, la
relación de la amplitud del sistema a la amplitud de la
perturbación, se ha representado como función de la relación de la
frecuencia de la perturbación a la frecuencia propia del sistema
(dirección X en la Figura 1). El punto A indica un estado en el cual
la frecuencia de la perturbación, \omega_{perturbación}, es baja
en relación con la frecuencia propia de la articulación oscilante,
\omega_{resonancia}, es decir, que el funcionamiento es
subcrítico, de acuerdo con la mecánica clásica, correspondiendo a un
buje ideal con un grado de rigidez relativamente alto. La respuesta
es ligeramente mayor que la perturbación, es decir, que la
amplificación es ligeramente mayor que 1. En el punto B, la
frecuencia de la perturbación y la frecuencia propia son iguales, es
decir, que el funcionamiento es crítico. La amplificación de la
perturbación es grande. El punto C indica un estado en el cual la
frecuencia de la perturbación es más alta que la frecuencia propia,
es decir, que el funcionamiento es supercrítico. La respuesta es más
baja que en el punto A y significativamente más baja que en el punto
B.
En la Figura 1 se ha ilustrado que el
funcionamiento en el margen del punto B, en el cual hay una
amplificación significativa de la perturbación, deberá evitarse.
En la Figura 2 se ha representado la estructura
general de un aerogenerador con una turbina eólica de eje
horizontal. Dos palas de turbina (1) de forma aerodinámica están
conectadas al buje (2) con una conexión fija o pivotante (a lo largo
del eje longitudinal). El buje (2) está conectado al eje (3) de la
turbina, el cual está apoyado por los cojinetes (4). El eje (3) de
la turbina está conectado a la caja de engranajes (5), la cual
transforma la baja velocidad de rotación de la turbina en una
velocidad de rotación adaptable al generador (6). Los componentes de
la maquinaria están soportados por la bancada (7) de la maquinaria,
la cual está conectada al cojinete de guiñada (8). El cojinete de
guiñada (8) es giratorio en la torre (10), por medio del mecanismo
de guiñada (9). La torre está conectada al terreno sólido por un
cimiento (no representado). Las varias funciones pueden ser más o
menos integradas entre sí, lo que sin embargo no afecta a la
descripción que sigue.
En la Figura 2 se ha indicado que el buje (2) es
un buje oscilante, lo cual implica que las dos palas de turbina (1)
están conectadas rígidamente al buje (2). El buje (2) está
articulado al eje (3) de la turbina, y puede oscilar en un ángulo A,
como se ha ilustrado, en cada sentido.
El número de palas es normalmente de dos, pero
en una realización preferida se aplica el principio de la estructura
a una turbina con una pala, y se compensa la pala que falta con un
contrapeso.
En la Figura 3 se ha representado un buje
oscilante de acuerdo con el invento. Al igual que antes, las palas
(1) está conectadas al buje (2), el cual es normalmente una
estructura colada, y está conectado al eje (3) de la turbina por
medio de un miembro de articulación. El miembro de articulación
incluye un cojinete (12), el cual está normalmente compuesto de dos
o de cuatro elementos de cojinete dispuestos simétricamente. Los
elementos de resorte (13) contrarrestan el movimiento oscilante y
pueden combinarse con amortiguadores, ya sea seleccionando para ello
un material elástico con algunas propiedades de amortiguación, o ya
sea proporcionando amortiguadores de algún otro tipo (no
representados). La parte activa tanto del cojinete (12) como de los
elementos de resorte (13 se hacen preferiblemente de material
elastómero.
El cojinete (12) y los elementos de resorte (13)
forman juntos un miembro de articulación (12, 13) que tiene una
rigidez específica en relación con el eje del miembro de
articulación, y por consiguiente con el cojinete. En una realización
preferida, el cojinete (12) y los elementos de resorte (13) han sido
integrados en una unidad, por ejemplo, una denominada viga de
flexión. En este caso, así como cuando los componentes que son
vecinos (principalmente las palas de turbina) tienen una cierta
blandura inherente, la constante elástica de los elementos de
resorte (13) puede incluir el impacto de esos elementos.
En realizaciones preferidas se pueden conseguir
ventajas adicionales, haciendo para ello progresivo el resorte (13)
(es decir, que la constante elástica aumente con el cambio
dimensional), o haciéndolo pretensado. Se consigue un tipo especial
de resorte progresivo cuando hay holgura entre el elemento de
resorte y el elemento cooperante, lo que da por resultado una
constante elástica que es cero durante la parte inicial del
movimiento oscilante.
Como se ha descrito en lo que antecede, los
parámetros estructurales deberán seleccionarse de tal modo que se
evite el funcionamiento en el margen en el cual la frecuencia de la
perturbación esté próxima a la frecuencia crítica, es decir, a la
frecuencia propia de la articulación oscilante. En realizaciones
preferidas, se seleccionan los parámetros de tal modo que la
frecuencia de la perturbación sea o bien menor que 0,9 veces la
frecuencia propia o bien más alta que 1,1 veces la frecuencia
propia. Además, de acuerdo con realizaciones preferidas, la
frecuencia de la perturbación es normalmente más alta que 0,1 veces
la frecuencia propia y más baja que 10 veces la frecuencia propia.
Por consiguiente, el margen entre 0,1 y 09 veces la frecuencia
propia genera realizaciones preferidas especialmente interesantes
con vistas a los requisitos de evitar las grandes cargas extremas,
como se ha descrito en lo que antecede.
Como se ha descrito en lo que antecede, el
invento y las realizaciones preferidas del invento, como las que se
han descrito, entrañan ventajas técnicas y económicas esenciales
cuando se aplican a aerogeneradores de una y de dos palas, en
particular.
Las realizaciones preferidas como las que se han
descrito en lo que antecede ilustran cómo puede aplicarse el invento
a turbinas eólicas de una o de dos palas. Sin embargo, quienes sean
expertos en la técnica pueden fácilmente aplicar el invento a
turbinas eólicas con varias palas, y en áreas de aplicación
próximas, tales como las de las hélices para aviones y para barcos,
los ventiladores, las turbinas para otros medios de trabajo gaseosos
o líquidos, etc.
Claims (11)
1. Una turbina adaptada para un medio de
trabajo gaseoso o líquido, en particular una turbina eólica para un
aerogenerador, que comprende:
un eje (3) que es giratorio con una cierta
frecuencia angular (\omega_{rotación}),
un buje (2) sobre el cual va unida al menos una
pala de turbina (1), y
un miembro de articulación (12, 13) dispuesto
entre dicho eje (3) y dicho buje (2) y que comprende un cojinete
(12) y elementos de resorte (13), que ofrecen juntos una rigidez k
contra movimientos en el miembro de articulación (12, 13),
teniendo dicha pala de turbina (1) un factor de
inercia másica (J_{turbina}) con relación al miembro de
articulación (12, 13) y estando adaptada para moverse a través de
dicho flujo gaseoso o líquido, el cual tiene una dirección del flujo
esencialmente perpendicular al plano de rotación de dicha pala de
turbina (1), y tiene una velocidad del flujo variable en esa
dirección, de tal modo que la turbina está expuesta a fuerzas de
perturbación cuyo componente esencial tiene una frecuencia de la
perturbación (\omega_{perturbación}) que está compuesta de dicha
frecuencia angular (\omega_{rotación}), y
dicho miembro de articulación (12, 13) forma una
articulación oscilante que tiene una frecuencia propia
(\omega_{resonancia}) que se calcula mediante la expresión
\omega_{resonancia} = \sqrt{k/Jturbina}
caracterizado porque la rigidez (k) de
dicho miembro de articulación (12, 13),
el factor de inercia másica (J_{turbina}) de
dicha pala de turbina (1) y
la frecuencia angular
(\omega_{rotación})
se han seleccionado de tal modo que se cumple la
condición de que (\omega_{rotación}) = \sqrt{k/Jturbina}.
2. Una turbina de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la relación de la
frecuencia angular (\omega_{rotación}) a la frecuencia propia de
la articulación oscilante (\omega_{resonancia}) es de 0,9 como
máximo.
3. Una turbina de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque la relación de la
frecuencia angular (\omega_{rotación}) a la frecuencia propia de
la articulación oscilante (\omega_{resonancia}) es de al menos
0,1.
4. Una turbina de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizada porque la relación de la
frecuencia angular (\omega_{rotación}) a la frecuencia propia de
la articulación oscilante (\omega_{resonancia}) es de al menos
1,1.
5. Una turbina de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque la relación de la
frecuencia angular (\omega_{rotación}) a la frecuencia propia de
la articulación oscilante (\omega_{resonancia}) es de 10,0 como
máximo.
6. Una turbina de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
dicho miembro de articulación (12, 13) incluye amortiguadores.
7. Una turbina de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque
dichos elementos de resorte (13) son progresivos.
8. Una turbina de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
dichos elementos de resorte (13) están pretensados.
9. Un aerogenerador con una turbina de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
10. Un método para diseñar una turbina adaptada
para un medio de trabajo gaseoso o líquido, en particular una
turbina eólica para un aerogenerador, comprendiendo dicha turbina un
eje (3), el cual es giratorio con una cierta frecuencia angular
(\omega_{rotación}), un buje (2) sobre el cual va unida al menos
una pala de turbina (1), y un miembro de articulación (12, 13)
dispuesto entre dicho eje (3) y dicho buje (2) y que comprende un
cojinete (12) y elementos de resorte (13), que ofrecen juntos una
rigidez k contra movimientos en el miembro de articulación (12, 13),
teniendo dicha pala de turbina (1) un factor de inercia másica
(J_{turbina}) con relación al miembro de articulación (12, 13) y
estando adaptada para moverse a través de dicho flujo gaseoso o
líquido, el cual tiene una dirección del flujo esencialmente
perpendicular al plano de rotación de dicha pala de turbina (1) y
tiene una velocidad del flujo variable en esa dirección, de tal modo
que la turbina está expuesta a fuerzas de perturbación cuya
componente esencial tiene una frecuencia de la perturbación
(\omega_{perturbación}) que está compuesta de dicha frecuencia
angular (\omega_{rotación}), y que dicho miembro de articulación
(12, 13) forma una articulación oscilante que tiene una frecuencia
propia (\omega_{resonancia}) que se calcula según la expresión
\omega_{resonancia} = \sqrt{k/Jturbina}
caracterizado porque se seleccionan:
la rigidez (k) de dicho miembro de articulación
(12, 13),
el factor de inercia másica (J_{turbina}) de
dicha pala de turbina (1), y
la frecuencia angular
(\omega_{rotación}),
de tal modo que se cumpla la condición de que
\omega_{rotación} = \sqrt{k/Jturbina}.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación
10, caracterizado porque se selecciona la rigidez (k) de
dicha articulación (12, 13) de tal modo que se cumpla la condición
de que \omega_{rotación} = \sqrt{k/Jturbina} para la
frecuencia angular (\omega_{rotación}) normal.
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