Turbiinilaba loomulik sagedus ja Campbelli diagrammi kalkulaator

Avaldatud Nikolai Šelkovenko kell

Tasuta inseneri tööriist

Turbiinilaba loomulik sagedus ja Campbelli kontroll

Arvutage turbiinilaba esimese moodi omavõnkesagedus (konsooltala mudel) ja kontrollige lihtsustatud Campbelli diagrammi abil harmooniliste ristumiste esinemist töökiiruse vahemikus.

Konsooltala mudel Campbelli diagramm Harmoonilised 1×–12×
Kiired eelseadistused

Tulemused

Esimese režiimi loomulik sagedus (f₁)
—
Teine režiim (f₂ ≈ 6,27 × f₁)
—
Kolmas režiim (f₃ ≈ 17,55 × f₁)
—
Harmoonilised ristumised kiirusvahemikus
—
Tera läbimise sagedus (maksimaalse pöörete arvu juures)
—

Konsoolkiire loomulik sagedus

Turbiinilaba saab modelleerida konsooltalana, mis on fikseeritud tüvest. Omavõnkesagedused on:

  • λn — omaväärtus: λ₁ = 1,8751, λ₂ = 4,6941, λ₃ = 7,8548
  • E — Youngi moodul (Pa)
  • I — ristkülikukujulise ristlõike korral pindala teine moment (m⁴) = b·h³/12
  • ρ — materjali tihedus (kg/m³)
  • A — ristlõikepindala (m²) = b·h
  • L — tera pikkus (m)

Campbelli diagramm

Campbelli diagramm kujutab laba omavõnkesagedust (horisontaaljooned) mootori ergastusjoonte (diagonaaljooned: f = n × RPM/60) suhtes. Töökiiruse vahemikus olevad lõikepunktid näitavad potentsiaalset resonantsi.

Töökiirusel on loomulike sageduste ja ergastussageduste vahel üldiselt nõutav minimaalne 10% eraldusvaru.

Režiimi kuju suhted

Režiimλnfn / f₁ suheTegelane
1. koht1.87511.000Esimene painutamine
2. koht4.69416.267Teine painutamine
3. koht7.854817.55Kolmas painutamine
Näide — auruturbiini LP-laba

Antud: L = 500 mm, paksus h = 12 mm, laius b = 80 mm, teras (E = 200 GPa, ρ = 7850 kg/m³)

I = 80 × 12³ / 12 = 11 520 mm⁴ = 1,152 × 10⁻⁸ m⁴

A = 80 × 12 = 960 mm² = 9,6 × 10⁻⁴ m²

f₁ = (1,8751² / (2π)) × √(200 × 10⁹ × 1,152 × 10⁻⁸ / (7850 × 9,6 × 10⁻⁴ × 0,5⁴))

f₁ ≈ 44,8 Hz

⚠️ Märkus: See on lihtsustatud ühtlane konsooltala mudel. Tegelikel turbiinilabadel on koonilised profiilid, keerdumine, vantid, platvormiefektid, tsentrifugaaljäikus ja temperatuurist sõltuvad materjali omadused, mis mõjutavad oluliselt loomulikke sagedusi. Detailse projekteerimise jaoks kasutage lõplike elementide analüüsi (FEA).

Vibromera — kaasaskantav tasakaalustamine ja vibratsioonianalüüs
Professionaalsed vibratsioonianalüüsi ja välja tasakaalustamise instrumendid turbomootoritele. Kasutusel enam kui 50 riigis.
Lisateave
Kategooriad:
WhatsApp