350 (20)

Rys. XIV.32. Wpływ ekscentrycznego położenia wirnika na rozkład siły obwodowej

rozkładu ciśnienia na powierzchni bandaża wzdłuż jego obwodu. Podobne efekty stwierdzono w uszczelnieniach międzystopniowych i zewnętrznych.

Jak stwierdzono doświadczalnie w eksploatacji, drgania niskoczęstotliwoś-ciowe wywołane wymuszeniami aerodynamicznymi pojawiają się nagle po przekroczeniu pewnego obciążenia częściowego i zanikają po odciążeniu turbiny poniżej tej mocy.

Na rysunku XIV.33 przedstawiono przykładowo wykres wibracji łożysk turbiny upustowo-przeciwprężnej o mocy znamionowej 50 MW (według Neu-mann K., Thiele W., Ueber einige Erfahrungen und Erkenntnisse bei der Inbetriebnahme von 50 — M W— Entnahme — Gegendruck - Maschinen, Maschi-nenbautechnik, 1965, 11, s. 576 — 580).

To obciążenie częściowe, przy którym rozpoczynają sic drgania samo-wzbudne wywołane wymuszeniami aerodynamicznymi, nazywamy mocą

mm

Rys. XIV.33. Zależność wibracji łożysk turbiny od jej obciążenia, moc progowa N_r ~ 11 12 MW

progową. Identyfikacja tych drgań wymaga pomiarów wibrometrem. wyposażonym w analizator harmonicznych. Pozwala on na stwierdzenie, że częstotliwość podstawowej harmonicznej drgań nie jest w żadnym prostym stosunku względem prędkości obrotowej wirnika.

Jeżeli w turbinie występuje zjawisko mocy progowej (powyżej której eksploatacja maszyny jest niemożliwa ze względu na silne wibracje), wówczas nie ma możliwości zlikwidowania tej wady bez dokonania przeróbek konstruk-cyjnych.

W celu określenia wartości mocy progowej rozważymy najprostszy model wirnika dwupodporowego jednostopniowego z wałem nieważkim (jak na rys. XIV.20). Zakładając, że częstość drgań samowzbudnych jest równa częstości własnej co*, otrzymamy siłę masową (w sensie d’Alemberta), której wektor ma długość

C = Ma>ly    (1)

i jest obrócony o kąt 180° względem siły sprężystości

P - k y,    (2)

M — masa wirnika, y — ugięcie sprężyste.

Wektor siły wymuszenia aerodynamicznego Q jest obrócony o 90' względem wektora wychylenia wirnika wyprzedzając w fazie wektor C.

Siłę tłumienia T przyjmiemy w pierwszym przybliżeniu jako proporcjonalną do prędkości ruchu v = <o_k-y:

T = Z‘(o_k-y,    (3)

z — współczynnik tłumienia.

Plan sił działających na wirnik przedstawiono na rysunku XIV..-4.

Warunek stabilności ruchu wirnika wymaga, aby siła tłumiąca była nie mniejsza od siły wymuszającej drgania:

7> Q.    (XIV.U5)

Znak równości odpowiada granicy stabilności.

Rys. XIV.34. Plan sił działających na wirnik pt/y nk/równowa/oncj sile poprzecznej Q