Od Autora
Maszyny wirnikowe, a zwłaszcza duże obiekty energetyczne, określane są często
jako "maszyny krytyczne", tzn. maszyny, których awarie są niezwykle groźne dla
życia człowieka i środowiska. Stąd też szczególną rolę przypisuje się nowoczesnym
systemom nadzoru i diagnostyki, a w ostatnich latach systemom bazującym na
rozbudowanych bazach wiedzy i sztucznej inteligencji. W tym kontekście opracowanie
zaawansowanych narzędzi do opisu stanu dynamicznego tych maszyn stało
się wyzwaniem dla wielu zespołów badawczych z całego świata. Prace takie zostały
również podjęte w Instytucie Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku.
Niniejsza książka jest swego rodzaju podsumowaniem wieloletnich badań prowadzonych
zarówno przeze mnie jak i zespół badawczy, którym bezpośrednio kieruję.
Książka przedstawia przede wszystkim koncepcję i narzędzia badawcze w postaci
spójnego środowiska komputerowego MESWIR do analizy stanu dynamicznego
maszyn wirnikowych w zakresie liniowym, ale przede wszystkim nieliniowym.
Książka znamienna jest tym, iż zaproponowany tu został jednolity i ciągły
opis pracy układu w całym zakresie prędkości obrotowych maszyny wirnikowej,
również po przekroczeniu granicy stabilności. Możliwy zatem jest zarówno opis
transformacji jakościowej obrazu drgań po przekroczeniu granicy stabilności, jak
i emisja nieeliptycznych trajektorii przemieszczeń i złożonych widm drgań w stabilnym
zakresie pracy za pomocą jednego narzędzia badawczego.
Pokazuje to w sposób poglądowy poniższy rysunek.
Oczywiście za pomocą systemu MESWIR możliwy jest opis stanu dynamicznego
układu przy liniowym charakterze zmian sił wymuszających czy też braku
w układzie nieliniowości strukturalnych. Ujawnianie się nieliniowości następuje w
sposób automatyczny w jednym procesie obliczeniowym. Fakt ten ma kapitalne
znaczenie z punktu widzenia diagnostyki według modelu, nowej i niezwykle szybko
rozwijającej się dyscypliny wiedzy. Książka ta, jak i zaproponowane w niej
narzędzia badawcze i metodologia obliczeń, mogła powstać na bazie istniejącej
już wiedzy w tym zakresie, na którą składają się prace wielu wybitnych postaci.
Chciałbym tu wymienić książki profesorów: R. Gascha, R. Nordmanna, H. Pfut6
znera [Rotordynamik, Springer-Verlag, 2002, 2. Auflage] oraz kilka jej wcześniejszych
wydań, monografie J. M. Vance'a [Rotordynamics of Turbomachinery, Wiley,
1988], J.S. Rao [Rotor Dynamics, 2nd ed., Wiley, 1991] czy też M. Lalanne'a, G.
Ferrari [Rotordynamics Prediction in Engineering,Wiley, 1997]. Na książkach tych,
będących już swego rodzaju klasyką, uczyło się wielu inżynierów z całego świata.
Nie sposób też w tym miejscu nie wymienić olbrzymiego wkładu jaki wniosła
firma Bently-Nevada i jej ośrodek badawczy Bently Pressurized Bearing Company
wcześniej znany jako Bently Rotor Dynamics Research Corporation. Czasopismo
techniczne tej firmy Orbit było swego rodzaju forum dyskusyjnym na którym wybitni
specjaliści wymieniali swe doświadczenia. Zamieszczane tu prace D. Bently,
A. Muszyńskiej i innych można uznać w wielu przypadkach za fundamentalne i
przełomowe. Najbardziej prestiżową, międzynarodową imprezą naukową związaną
z dynamiką wirników jest cykliczna konferencja IFToMM (Inter. Conf. on Rotor
Dynamics). Autorzy z całego świata publikują tu swe najnowsze prace. Warto
tu też wspomnieć konferencję ISROMAC (Inter. Symp. on Transport Phenomena
and Dynamics of Rotating Machinery) a także stosunkowo nową inicjatywę, a
mianowicie konferencję ISCORMA (Inter. Symp. on Stability Control of Rotating
Machinery). Imprez naukowych i technicznych oraz publikacji związanych z dynamiką
wirników jest tak wiele, że nie sposób ich tu wymienić. Nie roszczę sobie
pretensji do podania w tym miejscu obiektywnej oceny stanu wiedzy w tym zakresie.
Wymieniam jedynie te pozycje, które wywarły największy wpływ na mój
proces zdobywania wiedzy o dynamice wirników.
Z krajowych ośrodków chciałbym tu wymienić zespoły badawcze profesorów:
T. Uhla, W. Cholewy, Z. Gosiewskiego, Z. Kozaneckiego, Z. Walczyka, R. Grybosia,
R. Rządkowskiego oraz O. Olszewskiego, które także wywarły wpływ na
prowadzone przeze mnie prace badawcze i wnoszą wkład do światowego dorobku
w tej dziedzinie wiedzy.
Oddawana do rąk Czytelników książka zawiera obszerny materiał dotyczący
badań eksperymentalnych na obiektach rzeczywistych. Możliwość zamieszczenia w
niej tego rodzaju danych wynika z faktu współpracy autora z krajowym przemysłem
energetycznym oraz z kilkunastoma zespołami badawczymi z całego kraju w
ramach dużych, ogólnokrajowych Programów Badawczych Zamawianych.
Część systemu komputerowego MESWIR (do kompleksowego opisu linii wirników
i łożysk ślizgowych w zakresie liniowym) udostępniona została Czytelnikom
w formie dołączonego do książki dysku CD. Umożliwi to wszystkim zainteresowanym
samodzielną budowę wybranych charakterystyk wirników i łożysk ślizgowych.
Nowością książki jest również fakt, iż pełna jej wersja elektroniczna zamieszczona
została na stronie internetowej : www.dynamika-wirnikow.imp.gda.pl. Zarówno
zdaniem autora jak i Redakcji serii "Maszyny Przepływowe" przyczyni się to
do jej popularyzacji w szerokich kręgach osób zainteresowanych tą problematyką
i zdecydowanie ułatwi dostęp do niej.
Publikując tą monografię liczę na życzliwe i przychylne jej przyjęcie przez Czytelników,
biorąc na siebie wszelką krytykę za niedoskonałości i braki merytoryczne
i edytorskie.
Podziękowania
Chociaż książka ta jest dziełem autorskim, to na jej zawartość merytoryczną
wpłynęła praca wielu osób. Chciałbym serdecznie podziękować moim najbliższym
współpracownikom z Zakładu Dynamiki Wirników i Łożysk Ślizgowych IMP PAN
w Gdańsku, a w szczególności: mgr Aleksandrze Markiewicz, dr Annie Prońskiej,
dr. inż. Józefowi Rybczyńskiemu, dr. inż. Sławomirowi Banaszkowi, dr. inż. Marcinowi
Łuczakowi oraz mgr. Bartoszowi Czosce. Współpracowałem z Nimi przez
wiele lat i bez Ich pomocy napisanie tej książki w takiej postaci nie było by możliwe.
Pragnę też podziękować prof. Markowi Krawczukowi za wieloletnią współpracę
i konsultacje z zakresu metody elementów skończonych.
Wyrazy wdzięczności za pomoc merytoryczną i życzliwość winien jestem także
wielu osobom z innych ośrodków naukowych w kraju. Nie sposób wszystkich tych
osób wymienić. Niemniej jednak chciałbym tu, z prawdziwą satysfakcją, wspomnieć
zespół prof.Wojciecha Cholewy z Politechniki Śląskiej oraz zespoły profesorów Tadeusza
Uhla i Wojciecha Batko z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Są to
najbardziej renomowane ośrodki w tej dziedzinie w kraju, z którymi współpracuję
już od kilkunastu lat.
Pragnę też podziękować koncernowi ALSTOM Power Sp. z o.o. w Elblągu,
zwłaszcza inżynierom: B. Łuniewiczowi, R. Karpiukowi, A. Malcowi i W. Radulskiemu
oraz Elektrowni "Kozienice" SA, a zwłaszcza inż. H. Soberze. Bez wsparcia
technicznego tych firm i życzliwości osób wyżej wymienionych książka nie mogłaby
zawierać tylu informacji natury praktycznej dotyczących obiektów rzeczywistych.
Wyrazy podziękowania należą się także pracownikom Redakcji: redaktorowi
dr. Edwardowi Śliwickiemu, p. Aleksandrze Nowaczewskiej, p. Helenie Dudek oraz
prof. Eustachemu S. Burce, redaktorowi naukowemu serii wydawniczej, za pomoc
i wyjątkowe zaangażowanie się w opracowanie edytorskie książki.
Wyrazy podziękowania i szczerej sympatii kieruję też pod adresem opiniodawców
tej książki, a mianowicie prof. Zbigniewa Engela i prof. Wojciecha Cholewy
za trud opracowania recenzji.
Wreszcie słowa podziękowania chciałbym skierować pod adresem mojej najbliższej
rodziny, a mianowicie żony Aleksandry i córki Beaty za cierpliwość, wyrozumiałość
i wsparcie duchowe w okresie, kiedy książka ta powstawała.
Autor
