Gratis ingeniørverktøy
Turbinbladets naturlige frekvens og Campbell-sjekk
Beregn den naturlige frekvensen i første modus til et turbinblad (utkragende bjelkemodell) og sjekk for harmoniske kryssinger innenfor driftshastighetsområdet ved hjelp av et forenklet Campbell-diagram.
Resultater
Naturfrekvens for utkragende bjelke
Et turbinblad kan modelleres som en utkraget bjelke festet ved roten. De naturlige frekvensene er:
- λn — egenverdi: λ₁ = 1,8751, λ₂ = 4,6941, λ₃ = 7,8548
- E — Youngs modulus (Pa)
- I — andre arealmoment (m⁴) = b·h³/12 for rektangulært tverrsnitt
- ρ — materialtetthet (kg/m³)
- A — tverrsnittsareal (m²) = b·h
- L — bladlengde (m)
Campbell-diagrammet
Campbell-diagrammet plotter bladets naturlige frekvens (horisontale linjer) mot motorens ordens eksitasjonslinjer (diagonale linjer: f = n × RPM/60). Skjæringspunkter innenfor driftshastighetsområdet indikerer potensiell resonans.
En minimumsavstand på 10% mellom naturlige frekvenser og eksitasjonsfrekvenser ved driftshastighet er vanligvis nødvendig.
Modusformforhold
| Modus | λn | fn / f₁-forhold | Karakter |
|---|---|---|---|
| 1. | 1.8751 | 1.000 | Første bøying |
| 2. plass | 4.6941 | 6.267 | Andre bøying |
| 3. plass | 7.8548 | 17.55 | Tredje bøying |
Gitt: L = 500 mm, tykkelse h = 12 mm, bredde b = 80 mm, stål (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)) = 0.5596 × √4892
f₁ ≈ 39.1 Hz
⚠️ Merk: Dette er en forenklet, uniform utkragende bjelkemodell. Faktiske turbinblader har koniske profiler, vridning, vanter, plattformeffekter, sentrifugal avstivning og temperaturavhengige materialegenskaper som påvirker egenfrekvensene betydelig. Bruk FEA for detaljert design.
Prosedyrene som er beskrevet på denne siden, ble utviklet og testet i felt av Vibromera-teamet med Balanset-1A, en bærbar tokanals balanserer og vibrasjonsanalysator for balansering av rotorer på stedet.
Profesjonelle instrumenter for vibrasjonsanalyse og feltbalansering for turbomaskiner. Brukes i over 50 land.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko er vibrasjonsanalyseingeniør samt grunnlegger og daglig leder i Vibromera. I mer enn 15 år har han balansert roterende utstyr ute i felt i stedet for på en prøvebenk: mulchmaskiner, industrivifter, knusere, sentrifuger, aksler og spindler. Det er ut av dette arbeidet Balanset-instrumentene har vokst — de ble utformet som et verktøy en fagperson kan ta med til maskinen og bruke alene på stedet, ikke som laboratorieutstyr. Vibromera ble grunnlagt i 2017 og har siden 2023 hatt base i Porto i Portugal. Utvikling, montering og støtte for Balanset-serien skjer her. Flaggskipet er Balanset-1A, en bærbar analysator for balansering i ett og to plan og for vibrasjonsdiagnostikk. Nikolai deltar personlig i kundestøtten, i arbeidet med vanskelige balanseringssaker og i utviklingen av programvaren. Han jobber med kunder over hele verden, på alle språk.
