涡轮工作叶片的振动特性分析
本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主,忽略阻尼的作用,故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。
涡轮工作叶片是燃气轮机中重要的零部件之一,在高温高压下,承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用,工作环境十分恶劣,因此叶片故障时有发生,约占燃气轮机事故的40%以上 ,造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说,一台燃气轮
叶片裂纹故障检测
涡轮工作叶片的振动特性分析
本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主,忽略阻尼的作用,故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。
涡轮工作叶片是燃气轮机中重要的零部件之一,在高温高压下,承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用,工作环境十分恶劣,因此叶片故障时有发生,约占燃气轮机事故的40%以上 ,造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说,一台燃气轮机性能的好坏取决于叶片设计的合理与否。在叶片设计过程中,除了具备能准确预测叶片振动特性的方法外,还需要分析各因素对叶片振动特性的影响,以便进行振动特性的调整和各种设计方案的筛选。目前,通过加长叶片(增大流通面积),和提高机组转速(增大叶片承受能力)来满足发电及各种动力装置容量的急速扩大,是可行且普遍的方法。这不仅导致叶片的工作应力增大,更为重要的是,还会导致叶片在其工作转速的范围内发生共振从而产生故障,高周疲劳的可靠性也因而降低。因此,对叶片的振动特性进行分析研究,以确保其在发动机工作转速范围内不发生共振并提高其高周疲劳的可靠性是非常重要的。研究叶片固有振动特性以排除叶片故障,提高可靠性,一直是燃气轮机设计、生产和使用中十分关注的问题。
高速旋转叶片振动实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题,传统的接触式测量方法很难做到同时监测同级所有叶片的振动情况,因此人们一直在研究非接触式旋转叶片振动的测量新技术—叶端定时测量技术。它是一种利用旋转着的叶片在有振动与无振动时到达叶端传感器的时刻所存在的偏差来计算叶片振动振幅和频率的测量技术。在民生、环保方面,提供便携式、在线式环保检测仪器,如蔬菜、土壤的便携式重金属检测仪。随着激光技术和电子技术的发展,叶端定时测量技术在硬件技术上已完全成熟。但是在数据处理方法上还不够完善。成为阻碍叶端定时技术发展的重大障碍。
利用有限元方法分析了某径流式涡轮增压器叶片的振动特性,得出了叶片的各阶自振频率及相应振型,计算结果与实验结果较为吻合。本文对叶片固有特性和振动响应分析方法研究实现了叶片振动解析法和考虑S1、S2气动加载、集中载荷加载振动响应的计算,对叶片的初期设计有重要的意义。分别对压气机和涡轮叶片进行了共振特性分析,在此基础上进行了压气机和涡轮叶片的共振相干分析,得出了在该增压器设定工作转速下,叶片发生共振的概率,并评估了叶片的工作可靠性。
我国沿岸很多地方风能资源丰富, 风能发展潜力巨大,具备很好的开发前景,通过在这些地点建立风电机组可以充分利用这些能源,创造巨大的经济价值。(4)基于叶片流场分析的结果,应用ANSYS软件,对考虑S1、S2气动加载和集中载荷加载三种情况下的叶片振动响应进行了计算和分析。风电机组控制系统是整个发电机组的核心,直接影响着整个发电系统的性能。由于风电机组叶片受到阵风推力产生的轴向方向上的载荷巨大,风速的微小变化就会引起轴向力较大的变化。
非接触式旋转叶片振动测量技术是采用叶端定时测量的方法对叶片振动进行测量。将两个或多个叶端定时传感器沿径向安装在旋转机械相对静止的壳体上,利用传感器感受在它前面通过的旋转叶片所产生的脉冲信号。它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。如果叶片不发生振动,可根据每个叶片在转子上的角度和转子的旋转速度计算出叶片到达传感器的时间。但实际上叶片是振动的,所以叶片的端部相对于转动方向将会向前或向后偏移,使得到达传感器的实际时间与假设叶片不振动时到达传感器的时间不相等,即脉冲到达时间发生改变,产生一个时间差Δt,对该信号序列{Δt}进行分析处理,即可得到叶片振动信息。
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