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Tema 8: Analisis Dinamivo – Principio general
Buenos dias Luis,
En cuanto al tema de las vibraciones siempre he trabajado con la pauta de que hay que intentar que la frecuencia natural del sistema de tuberías este por encima de la frecuencia de excitación (provocada por sismo, viento, etc). De hecho suelo tener como criterio que este comprendida entre 3.5 y 7.5 hz de saque, aunque como ya me has comentado alguna vez esto no es una ciencia exacta por lo que hay que verlo con cariño. En resumen y quizás la primera pregunta seria, que lo ideal es que el sistema de tuberías tenga una frecuencia natural lo mas alta posible para evitar problemas de resonancias?? Entiendo que si el sistema tiene una frecuencia natural baja, podemos tener problemas de vibraciones, es así??
Hay un par de frases que no acabo de entender, que si me aclaras te lo agradecería. Una es “La carga sismo, por ejemplo, es una carga con una frecuencia relativamente baja y por tanto es común considerar sólo los modos por encima de 33 Hz ya que los modos de frecuencias más altas apenas se excitarán.” Aquí entiendo que seria por debajo de 33Hz no es así?? (si es menor el sistema podría entrar en resonancia, no??).
Por otro lado está la siguiente “Si la frecuencia es significativamente mayor que la de excitación, el DLF se aproxima a la unidad. Para estos modos, es suficiente con un análisis estático ya que la frecuencia está muy lejos de la frecuencia natural.” Esta va en la línea de la primera consulta, entiendo que la frecuencia natural debería de ser superior a la de excitación para evitar problemas de resonancias, es así?? (entendiendo que el aumento de la frecuencia natural del sistema te lo da la soportación considerada en el diseño).
Muchas gracias.
Un saludo.
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4 Respuestas
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6603
Hola Daniel,
Disculpa la demora en contestar, te voy contestando tus cuestiones:
En cuanto al tema de las vibraciones siempre he trabajado con la pauta de que hay que intentar que la frecuencia natural del sistema de tuberías este por encima de la frecuencia de excitación (provocada por sismo, viento, etc). De hecho suelo tener como criterio que este comprendida entre 3.5 y 7.5 hz de saque, aunque como ya me has comentado alguna vez esto no es una ciencia exacta por lo que hay que verlo con cariño. En resumen y quizás la primera pregunta seria, que lo ideal es que el sistema de tuberías tenga una frecuencia natural lo mas alta posible para evitar problemas de resonancias?? Entiendo que si el sistema tiene una frecuencia natural baja, podemos tener problemas de vibraciones, es así??
Es correcto pero en la práctica es tremendamente difícil generar frecuencias muy altas, es decir, las frecuencias se rigen por los modos de vibración y según cada modo de vibración tenemos una frecuencia determinada que lo excita. Por tanto no debemos centrarnos tanto en conseguir un sistema con una frecuencia natural determinada si no en intentar adecuarnos a las frecuencias naturales de bombas, equipos o sismogramas. En función de eso intentamos alejar nuestro sistema de estas frecuencias con soportes o amortiguadores pero no es necesario fijar un valor de partida alto o bajo.
Hay un par de frases que no acabo de entender, que si me aclaras te lo agradecería. Una es “La carga sismo, por ejemplo, es una carga con una frecuencia relativamente baja y por tanto es común considerar sólo los modos por encima de 33 Hz ya que los modos de frecuencias más altas apenas se excitarán.” Aquí entiendo que seria por debajo de 33Hz no es así?? (si es menor el sistema podría entrar en resonancia, no??).
Correcto Daniel es un error tipográfico, debería poner “los modos por debajo de 33Hz” buena apreciación y disculpa
Por otro lado está la siguiente “Si la frecuencia es significativamente mayor que la de excitación, el DLF se aproxima a la unidad. Para estos modos, es suficiente con un análisis estático ya que la frecuencia está muy lejos de la frecuencia natural.” Esta va en la línea de la primera consulta, entiendo que la frecuencia natural debería de ser superior a la de excitación para evitar problemas de resonancias, es así?? (entendiendo que el aumento de la frecuencia natural del sistema te lo da la soportación considerada en el diseño).
Puede ser tanto mayor como menor, por ponerte un ejemplo, has trasteado alguna vez con un motor desequilibrado? Estos motores están desequilibrados a posta para pequeños experimentos, quizá te resulte familiar de alguna práctica de laboratorio de la carrera.
En estos motores, fijados en una viga de madera o metal, vamos acelerando hasta alcanzar la frecuencia natural, donde el sistema se vuelve insostenible, pero si seguimos acelerando el sistema vuelve a estabilizarse, es decir, encontramos puntos de “buen comportamiento” tanto por encima como por debajo de las frecuencias naturales
Lo realmente importante en vibración es alejar las frecuencias de excitación de los modos de vibración tanto por encima como por debajo,
Espero haberte ayudado! Son conceptos complejos y condensarlo todo en un tema entiendo que puede abrumar un poco,
Muchas gracias por utilizar el foro Daniel ya estás a punto de terminar
Un Saludo!
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Buenos dias Luis,
Ok gracias por las respuestas, ahora me gustaría puntualizar un asunto.
Cuando dices “Por tanto no debemos centrarnos tanto en conseguir un sistema con una frecuencia natural determinada si no en intentar adecuarnos a las frecuencias naturales de bombas, equipos o sismogramas”, estos valores de frecuencia que los debe de dar el proveedor entiendo?? En el caso del sismo, como podemos obtener este valor de frecuencia?? No se si puedes darnos algun ejemplo de frecuencia natural de equipo o calculo de la frecuencia de un sismo, si no es mucha molestia.
Por cierto en esta segunda lectura, me surge una duda. En principio el missing mass es mas correcto que ZPA, pero a priori considerar ambos no es correcto ya que da resultados mucho mas conservadores (hasta el punto de no ser necesario). En asunto que algo mas adelante indicais que para cuando la frecuencia de cut off es baja (33 Hz que a priori era suficiente para el analisis dinamico) se recomienda trabajar con ambos activados, que va un poco en contra del primer concepto. Puedes aclarar por favor cuando utilizar ambos o solamente uno??
En cuanto a la masa modal, estoy haciendo pruebas y no llego nunca al 100%, que valor de masa total capturada es correcto?? Me explico, si en el informe nos da que la masa capturada es por ejemplo menor del 50% para un cut off de 33 Hz, el resultado es valido. Entiendo que no ya que no esta teniendo en cuenta la alta frecuencia natural del sistema por lo que no considera la sobrecarga en la tuberías, en los soportes, etc. Estoy en lo cierto?? Cual seria la solución mas correcta aumentar el valor del cut off?? Que valor es recomendable como valor bajo de masa modal caputara??
Como siempre Luis muchas gracias.
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6603
Hola Daniel,
Contesto a tus preguntas una por una,
Cuando dices “Por tanto no debemos centrarnos tanto en conseguir un sistema con una frecuencia natural determinada si no en intentar adecuarnos a las frecuencias naturales de bombas, equipos o sismogramas”, estos valores de frecuencia que los debe de dar el proveedor entiendo?? En el caso del sismo, como podemos obtener este valor de frecuencia?? No se si puedes darnos algun ejemplo de frecuencia natural de equipo o calculo de la frecuencia de un sismo, si no es mucha molestia.
Siempre debe suministrarlo el fabricante o las especificaciones de Proyecto. Ya sea un estudio sísmico o bien la ficha técnica de la bomba.
Para que tengas un ejemplo. Una bomba que gira a 3900rpm.
Sabiendo que 1 Herzio equivale a 60rpm. Por tanto obtenemos que la frecuencia de esta bomba son 65 Hz.
Por cierto en esta segunda lectura, me surge una duda. En principio el missing mass es mas correcto que ZPA, pero a priori considerar ambos no es correcto ya que da resultados mucho mas conservadores (hasta el punto de no ser necesario). En asunto que algo mas adelante indicais que para cuando la frecuencia de cut off es baja (33 Hz que a priori era suficiente para el analisis dinamico) se recomienda trabajar con ambos activados, que va un poco en contra del primer concepto. Puedes aclarar por favor cuando utilizar ambos o solamente uno??
En este caso se debía a una errata Daniel, donde ponía “y” debería aparecer “o” es decir, que para frecuencias bajas debemos usar factor de corrección (obligatorio) para evitar el truncamiento de la solución.
En cuanto a la masa modal, estoy haciendo pruebas y no llego nunca al 100%, que valor de masa total capturada es correcto?? Me explico, si en el informe nos da que la masa capturada es por ejemplo menor del 50% para un cut off de 33 Hz, el resultado es valido. Entiendo que no ya que no esta teniendo en cuenta la alta frecuencia natural del sistema por lo que no considera la sobrecarga en la tuberías, en los soportes, etc. Estoy en lo cierto?? Cual seria la solución mas correcta aumentar el valor del cut off?? Que valor es recomendable como valor bajo de masa modal caputara??
No existe ningún valor límite para la masa total capturada. Ten en cuenta que la masa total capturada hace referencia a la importancia del missing mass en la resolución del sistema (Cuanta más missing mass tengamos, más corrección estamos haciendo y por tanto menor masa modal capturada)
Estar cerca del 100% sólo indica que es necesaria menos corrección del sistema, pero estar lejos del 100% no indica un error.
Un valor u otro sólo te dará pistas sobre cuánta corrección realiza el sistema (a menor masa, mayor corrección). Incluso valores del 20% pueden ser válidos, no te preocupes, no hay que centrarse en acercar la masa al 100%, es un error muy común al principio del estudio de vibraciones.
Espero haberte ayudado Daniel y como siempre, muchas gracias por utilizar el foro!
Un Saludo!
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