Диагностика рабочих лопаток турбомашин

Введение

Диагностирование дефектов рабочих лопаток турбомашин в процессе их работы является сложной инженерной задачей, от эффективности решения которой зависит долговечность и безопасность эксплуатации турбоагрегатов.

Решению этой задачи посвящено большое количество исследований во всем мире, тем не менее, надежных методов диагностирования очень мало. Диагностика на основе анализа вибрационных сигналов - один из наиболее распространенных методов. Сложность его использования заключается в том, что генерируемый лопатками в процессе работы информативный сигнал достаточно сложно отделить от других источников, создающих шумовой фон.

Образование трещин на лопатках определяется условиями их нагружения. Лопатки в процессе работы подвергаются многоцикловым нагрузкам на рабочих режимах и малоцикловым нагрузкам высокой амплитуды при прохождении резонанса в процессе разгона - остановки агрегата. Именно малоцикловая усталость приводит к образованию микротрещин на лопатках, которые в дальнейшем развиваются под действием многоцикловых нагрузок.

Как правило, при диагностировании лопаток, задача состоит в обнаружении имеющейся трещины на возможно ранней стадии развития, в этой связи, информативными могут быть процессы аэродинамического взаимодействия рабочих и направляющих лопаток.

В результате аэродинамического взаимодействия, за каждой рабочей лопаткой в ступени образуется закромочный след, форма которого зависит от характера колебаний рабочих лопаток, что в свою очередь определяется ее жесткостью (есть трещина или нет) и состоянием поверхности лопатки (выбоины, вмятины и т.п.).

Теория

Идеальная форма закромочного следа лопатки (рис. 1) описывается квадратом косинуса согласно следующему выражению:

V/Vmax = Cos (p/4S^*), (1)

где V - дополнительная скорость потока в следе; Vmax - максимальная дополнительная скорость потока в следе; S^* - физическая ширина следа.

ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.