ارزیابی پره های ردیف اول توربین IGT25 از دیدگاه وقوع رزونانس

پره های توربین توسط نیروی متناوب ناشی از جریان سیال، سرعت چرخش روتور و عوامل تحریک دیگر ارتعاش کردهو در زمانی که رزونانس رخ دهد، منجر به خستگی پرچرخه (HCF) می گردند. از اهم فواید تحلیل مودال پره توربینمی توان به مواردی از جمله یافتن فرکانس های طبیعی پره جهت دوری از سرعت های تشدید، اصلاح پروفیل پره جهتاجتناب از تشدید و افزایش راندمان توربین و عملکرد بهتر آن در اثر کنترل تغییر شکلهای پره تحت تاثیر ارتعاش ودرنتیجه افزایش عمر پره و هزینه پایین تعویض وتعمیر پرهها اشاره کرد. دیاگرام SAFE و دیاگرام کمپل از جمله ابزارهایموجود برای طراحی ایمن و به دور از وقوع رزونانس در دیسک های پرهدار هستند. به این منظور پره های ردیف 1 روتورتولید گاز توربین IGT25 در نرم افزار ANSYS Workbench مدلسازی اجزاء محدود شدهاست و با شبیه سازی شرایطکارکردی واقعی از جمله شرایط مرزی، سرعت دورانی و توزیع دما و فشار روی سطح پره، امکان تحلیل المان محدودمناسب فراهم شده است. در ادامه با تحلیل مودال تقارن دایروی (Cyclic Symmetric) و همچنین با استفاده از مفهومقطر گرهی (Nodal Diameter) دیاگرام SAFE استخراج شده است. در مرحله بعد منابع تحریک مختلف با در نظرگرفتن میزان اثر گذاری آنها بر ایجاد سطوح بالایی ازرزونانس شناسایی شده و میزان و نوع خطر احتمالی بررسی شدهاست و در نهایت امکان وقوع رزونانس در اثر منابع تحریک موجود بررسی گردیده است. بعد از بررسی دیاگرام SAFE ومنابع تحریک، مشخص شد که بین VPF و مودهای ارتعاشی تقاطعی وجود ندارد. با این حال به دلیل وجود ناحیهجدایش (separation margin) کم، دقت بیشتر در طراحی و ساخت ضروری می نماید.

Keywords:

پره توربین , تحلیل مودال , خستگی پرچرخه , دیاگرام SAFE , رزونانس , قطر گرهی