Ücretsiz Mühendislik Aracı

Türbin Kanadı Doğal Frekansı ve Campbell Kontrolü

Bir türbin kanadının (konsol kiriş modeli) birinci mod doğal frekansını hesaplayın ve basitleştirilmiş bir Campbell diyagramı kullanarak çalışma hızı aralığında harmonik kesişmeleri kontrol edin.

Konsol Kiriş Modeli Campbell Diyagramı Harmonikler 1×–12×

Bıçak Uzunluğu (mm)

Bıçak Kalınlığı (mm, bükme yönünde)

Bıçak Genişliği (mm, akor)

Malzeme

Bıçak Sayısı

Minimum Hız (RPM)

Maksimum Hız (RPM)

Hızlı ön ayarlar

Sonuçlar

Birinci Mod Doğal Frekansı (f₁)

—

İkinci Mod (f₂ ≈ 6,27 × f₁)

—

Üçüncü Mod (f₃ ≈ 17,55 × f₁)

—

Hız Aralığında Harmonik Geçişler

—

Bıçak Geçiş Frekansı (maksimum devirde)

—

Konsol Kiriş Doğal Frekansı

Bir türbin kanadı, kökünden sabitlenmiş bir konsol kiriş olarak modellenebilir. Doğal frekansları şöyledir:

λ_n — özdeğer: λ₁ = 1,8751, λ₂ = 4,6941, λ₃ = 7,8548
E — Young modülü (Pa)
BEN — Dikdörtgen kesit için alanın ikinci momenti (m⁴) = b·h³/12
ρ — malzeme yoğunluğu (kg/m³)
A — kesit alanı (m²) = b·h
L — bıçak uzunluğu (m)

Campbell Diyagramı

Campbell diyagramı, kanat doğal frekansını (yatay çizgiler) motor devir uyarı çizgilerine (diyagonal çizgiler: f = n × RPM/60) karşı çizer. Çalışma hızı aralığındaki kesişmeler potansiyel rezonansı gösterir.

Çalışma hızında doğal frekanslar ve uyarma frekansları arasında genellikle minimum 10%'lik bir ayırma marjı gereklidir.

Mod Şekli Oranları

Mod	λ_n	F_n / f₁ oranı	Karakter
1.	1.8751	1.000	İlk bükme
2.	4.6941	6.267	İkinci bükme
3.	7.8548	17.55	Üçüncü bükme

Örnek — Buhar Türbini Düşük Basınçlı Kanadı

Verildi: Uzunluk (L) = 500 mm, kalınlık (h) = 12 mm, genişlik (b) = 80 mm, Çelik (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

⚠️ Not: Bu, basitleştirilmiş, düzgün bir konsol kiriş modelidir. Gerçek türbin kanatları, konik profillere, burulmaya, kaplamalara, platform etkilerine, merkezkaç sertleştirmesine ve doğal frekansları önemli ölçüde etkileyen sıcaklığa bağlı malzeme özelliklerine sahiptir. Detaylı tasarım için sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanın.

Türbin Kanadı Doğal Frekansı ve Campbell Diyagramı Hesaplayıcısı

Yayınlayan Nikolai Shelkovenko üzerinde 15 Şubat 2026 5 Mart 2026

Sonuçlar

Konsol Kiriş Doğal Frekansı

Campbell Diyagramı

Mod Şekli Oranları