एक पनबिजली संयंत्र में एक जलमग्न टरबाइन का ढहना न केवल करोड़ों का नुकसान है, बल्कि एक प्रमुख पर्यावरणीय और मानवीय जोखिम भी है। हमारी टीम ने एक 3D पैरामीट्रिक सिमुलेशन विकसित किया है जो संरचनात्मक विफलता को पुन: उत्पन्न करता है, सामग्री की चक्रीय थकान और हाइड्रोडायनामिक कैविटेशन का विश्लेषण करता है। यह लेख प्रगतिशील पतन के चरणों का विवरण देता है और डिजिटल ट्विन्स पर आधारित सुधार प्रस्तावित करता है।
प्रगतिशील पतन में तनाव विश्लेषण और द्रव गतिकी ⚙️
एक परिमित तत्व मॉडल के माध्यम से जो कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी से जुड़ा है, हमने ब्लेड-हब जोड़ पर प्रारंभिक ब्रेकिंग बिंदु की पहचान की। सिमुलेशन से पता चलता है कि उच्च-चक्र थकान से उत्पन्न माइक्रोक्रैक, स्पंदनशील हाइड्रोडायनामिक भार के तहत फैलते हैं। 3D में फ्रैक्चर के क्षण को देखने पर, यह देखा जाता है कि कैसे कैविटेशन अग्रणी किनारे को नष्ट कर देता है, संरचना को कमजोर करता है जब तक कि ब्लेड का विनाशकारी पृथक्करण न हो जाए। पुनर्निर्माण से पता चलता है कि स्टार्ट-अप क्षणिक के दौरान 70% अधिकतम तनाव ब्लेड की जड़ में केंद्रित होता है। यह विश्लेषण यांत्रिक कंपन के लिए ISO 10816 मानक के साथ परिणामों की तुलना करने की अनुमति देता है, यह दर्शाता है कि विफलता से पहले कंपन का स्तर सुरक्षा सीमा से 40% अधिक था।
डिजिटल ट्विन्स के माध्यम से डिजाइन के लिए सबक 🛠️
सिमुलेशन न केवल आपदा की व्याख्या करता है, बल्कि इसे रोकने के लिए एक रोडमैप भी प्रदान करता है। एक डिजिटल ट्विन को लागू करके जो वास्तविक समय में अवशिष्ट तनाव और कैविटेशन की निगरानी करता है, असामान्य थकान पैटर्न के लिए प्रारंभिक चेतावनी सक्रिय की जा सकती है। हम जड़ में अधिक वक्रता त्रिज्या और क्षरण प्रतिरोधी सिरेमिक कोटिंग के साथ ब्लेड को फिर से डिजाइन करने का प्रस्ताव करते हैं। इन आंकड़ों को पूर्वानुमानित रखरखाव मानकों में एकीकृत करने से टूटने का जोखिम 60% कम हो जाएगा। 3D पुनर्निर्माण का वास्तविक मूल्य केवल आपदा की कल्पना करना नहीं है, बल्कि इसे रोकथाम में बदलना है।
एक जलमग्न टरबाइन में विनाशकारी विफलता का एक विस्तृत 3D मॉडल पनबिजली संयंत्रों में भविष्य के पतन की भविष्यवाणी और रोकथाम में कैसे मदद कर सकता है?
(पी.एस.: आपदाओं का अनुकरण करना मजेदार है जब तक कि कंप्यूटर पिघल न जाए और आप ही आपदा न हों।)