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टरबाइन ब्लेड की प्राकृतिक आवृत्ति और कैम्पबेल चेक
सरलीकृत कैम्पबेल आरेख का उपयोग करके टरबाइन ब्लेड (कैंटिलीवर बीम मॉडल) की प्रथम-मोड प्राकृतिक आवृत्ति की गणना करें और परिचालन गति सीमा के भीतर हार्मोनिक क्रॉसिंग की जांच करें।.
Results
कैंटिलीवर बीम की प्राकृतिक आवृत्ति
टरबाइन ब्लेड को जड़ पर स्थिर कैंटिलीवर बीम के रूप में मॉडल किया जा सकता है। प्राकृतिक आवृत्तियाँ इस प्रकार हैं:
- λएन — eigenvalue: λ₁ = 1.8751, λ₂ = 4.6941, λ₃ = 7.8548
- ई — यंग मापांक (Pa)
- मैं — आयताकार अनुप्रस्थ काट के लिए क्षेत्रफल का द्वितीय आघूर्ण (m⁴) = b·h³/12
- ρ — सामग्री घनत्व (किग्रा/मी³)
- ए — अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (मी²) = b·h
- एल ब्लेड की लंबाई (मीटर)
कैम्पबेल आरेख
कैम्पबेल आरेख ब्लेड की प्राकृतिक आवृत्ति (क्षैतिज रेखाएँ) को इंजन ऑर्डर उत्तेजना रेखाओं (विकर्ण रेखाएँ: f = n × RPM/60) के सापेक्ष दर्शाता है। परिचालन गति सीमा के भीतर प्रतिच्छेदन संभावित अनुनाद को इंगित करते हैं।.
परिचालन गति पर प्राकृतिक आवृत्तियों और उत्तेजना आवृत्तियों के बीच न्यूनतम 10% पृथक्करण मार्जिन की सामान्यतः आवश्यकता होती है।.
मोड आकार अनुपात
| तरीका | λएन | एफएन / f₁ अनुपात | चरित्र |
|---|---|---|---|
| 1 | 1.8751 | 1.000 | पहला झुकना |
| 2 | 4.6941 | 6.267 | दूसरा झुकाव |
| 3 | 7.8548 | 17.55 | तीसरा मोड़ |
दिया गया: लंबाई = 500 मिमी, मोटाई h = 12 मिमी, चौड़ाई b = 80 मिमी, स्टील (E = 200 GPa, ρ = 7850 kg/m³)
I = 80 × 12³ / 12 = 11,520 mm⁴ = 1.152 × 10⁻⁸ m⁴
A = 80 × 12 = 960 मिमी² = 9.6 × 10⁻⁴ मीटर²
f₁ = (1.8751² / (2π)) × √(200×10⁹ × 1.152×10⁻⁸ / (7850 × 9.6×10⁻⁴ × 0.5⁴))
f₁ ≈ 44.8 हर्ट्ज़
⚠️ ध्यान दें: यह एक सरलीकृत एकसमान कैंटिलीवर बीम मॉडल है। वास्तविक टरबाइन ब्लेड में टेपर्ड प्रोफाइल, घुमाव, आवरण, प्लेटफॉर्म प्रभाव, अपकेंद्री मजबूती और तापमान पर निर्भर पदार्थ गुण होते हैं जो प्राकृतिक आवृत्तियों को काफी हद तक प्रभावित करते हैं। विस्तृत डिजाइन के लिए FEA का उपयोग करें।.
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