ابزار مهندسی رایگان
فرکانس طبیعی پره توربین و بررسی کمپبل
فرکانس طبیعی مد اول پره توربین (مدل تیر یکسر گیردار) را محاسبه کنید و با استفاده از نمودار ساده شده کمپبل، عبور هارمونیکها را در محدوده سرعت عملیاتی بررسی کنید.
نتایج
فرکانس طبیعی تیر یکسر گیردار
یک پره توربین را میتوان به صورت یک تیر کنسول که از ریشه ثابت شده است، مدلسازی کرد. فرکانسهای طبیعی عبارتند از:
- λn - مقدار ویژه: λ1 = 1.8751، λ2 = 4.6941، λ3 = 7.8548
- E — مدول یانگ (Pa)
- I — گشتاور دوم سطح (m⁴) = b·h³/12 برای مقطع مستطیلی
- ρ — چگالی ماده (کیلوگرم بر متر مکعب)
- A — سطح مقطع (متر مربع) = b·h
- L — طول تیغه (متر)
نمودار کمپبل
نمودار کمپبل، فرکانس طبیعی پره (خطوط افقی) را در برابر خطوط تحریک مرتبه موتور (خطوط مورب: f = n × RPM/60) رسم میکند. تقاطعها در محدوده سرعت عملیاتی، رزونانس بالقوه را نشان میدهند.
معمولاً حداقل حاشیه جداسازی 10% بین فرکانسهای طبیعی و فرکانسهای تحریک در سرعت عملیاتی مورد نیاز است.
نسبتهای شکل مد
| حالت | λn | فn نسبت / f₁ | نوع |
|---|---|---|---|
| اول | 1.8751 | 1.000 | خمش اول |
| دوم | 4.6941 | 6.267 | خمش دوم |
| سوم | 7.8548 | 17.55 | خمش سوم |
با توجه به: L = 500 mm، ضخامت h = 12 mm، عرض b = 80 mm، فولاد (E = 200 GPa، ρ = 7850 kg/m³)
I = 80 × 12³ / 12 = 11,520 میلیمتر⁴ = 1.152 × 10⁻⁸ متر⁴
A = 80 × 12 = 960 میلیمتر مربع = 9.6 × 10⁻⁴ متر مربع
f₁ = (1.8751² / (2π)) × √(200×10⁹ × 1.152×10⁻⁸ / (7850 × 9.6×10⁻⁴ × 0.5⁴)) = 0.5596 × √4892
f₁ ≈ 39.1 Hz
⚠️ توجه: این یک مدل تیر یکسرگیردار یکنواخت ساده شده است. پرههای توربین واقعی دارای پروفیلهای مخروطی، پیچش، پوشش، اثرات پلتفرم، سفتی گریز از مرکز و خواص مواد وابسته به دما هستند که به طور قابل توجهی بر فرکانسهای طبیعی تأثیر میگذارند. از FEA برای طراحی دقیق استفاده کنید.
ابزارهای حرفهای آنالیز ارتعاش و بالانس میدانی برای توربوماشینها. مورد استفاده در بیش از ۵۰ کشور.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحلیل ارتعاشات و بنیانگذار و مدیرعامل Vibromera است. او بیش از 15 سال است که تجهیزات دوار را در محل کار بالانس میکند، نه روی میز آزمایش: مالچرها، فنهای صنعتی، سنگشکنها، سانتریفیوژها، شفتها و اسپیندلها. دستگاههای Balanset دقیقاً از دل همین کار بیرون آمدند — آنها بهعنوان ابزاری طراحی شدند که متخصص بتواند آن را تا کنار ماشین ببرد و بهتنهایی، در محل، از آن استفاده کند، نه بهعنوان تجهیزات آزمایشگاهی. Vibromera در سال 2017 تأسیس شد و از سال 2023 در پورتوی پرتغال مستقر است. توسعه، مونتاژ و پشتیبانی خط Balanset همگی همینجا انجام میشود. دستگاه شاخص، Balanset-1A است؛ یک آنالایزر قابل حمل برای بالانس تکصفحهای و دوصفحهای و برای تشخیص ارتعاش. Nikolai شخصاً در پشتیبانی مشتریان، در حل موارد دشوار بالانس و در توسعه نرمافزار مشارکت دارد. او با مشتریان در سراسر جهان و به هر زبانی کار میکند.
