Лекция 11

Перед рабочими лопатками параметры потока (скорость, давление, температура) распределяются неравномерно по окружности и по радиусу колеса. Окружная неравномерность вызывается несимметричностью входных и выходных устройств, неравномерностью процесса горения, сопротивлением стоек и неподвижных лопаток, радиальная неравномерность обусловлена закруткой потока по длине пера лопатки, концевыми потерями и др. причинами. В турбинах для повышения статической прочности лопаток низкие температуры создают в комлевой части

лопаток.

Если имеется неподвижная окружная неравномерность параметров потока, то при вращении рабочей лопатки ее сечения проходят участки потока с различными давлениями и испытывают переменные по времени нагрузки.

Период изменения по времени газодинамических нагрузок, действующих

на вращающуюся лопатку при неподвижной окружной неравномерности потока и постоянной частоте вращения ротора n об/сек

Т = 1/n = 2 /

Неравномерность потока перед рабочими лопатками осевого компрессора

в некоторых случаях может вращаться вокруг оси двигателя в направлении, совпадающим с направлением вращения ротора (вращающийся срыв) с угловой скоростью ср меньшей угловой скорости ротора.

В многовальных двигателях неравномерность потока может вращаться с угловой скоростью " скольжения" равной разности угловых скоростей соосных роторов.

Колебания лопаток при отсутствии внешних сил (например, под влиянием начального отклонения) называются свободными.

Колебания от взаимодействия сил упругости и инерции без учета сил демпфирования называются собственными.

Первая форма

}- изгибные колебания в двух плоскостях

Вторая форма

Третья форма - крутильные

Четвертая форма - продольные

Форма колебаний - степени свободы.

Гармоника - отзыв на действие вынуждающей силы - частота вращения.

При этом различают несколько изгибных и крутильных форм для лопа-

ток с разной степенью закрученности.

Наряду с низшими формами колебаний в лопатках легко возбуждается

первая (основная) пластиночная форма, связанная с поперечным изгибом пера лопатки и деформацией ее поперечных сечений.

Собственные колебания:

изгибная - первая, шестая

крутильная - пятая, седьмая,

пластиночная - восьмая, десятая

вторая и третья - результат взаимодействия второй изгибной и первой крутильной.

Девятая - результат взаимодействия пластиночной и четвертой изгибной.

Четвертая и пятая - связаны влиянием деформации изгиба в плоскости

большей жесткости.