Dynamika rotorových soustav
10. Dynamika lopatek rotačních strojů
Elektrárny
parní
plynové
vodní
větrné
solární energie
paroplynový cyklus
Turbíny
parní
plynové
vodní
Lopatky
turbínové
kompresorové
přetlakové
rovnotlaké
oběžné
rozváděcí
Proudění
axiální
radiální
diagonální
Buzení
mechanické
aerodynamické
BUZENÍ V LOPATKOVÝCH STROJÍCH
Buzení v lopatkových strojích lze v podstatě rozdělit na buzení, které má podstatu v mechanice a na buzení, které má charakter aerodynamického.
Mechanické kmitání je dáno chvěním celé rotorové soustavy. U lineárního modelu dochází k vázanému kmitání hřídele a disku (olopatkovaného kola) pouze pro tvar kmitu s jedním uzlovým průměrem. Poněkud jiná je situace u nelineárních rotorových soustav. Budící frekvence jsou u mechanického buzení dány Fourierovým spektrem vibrací hřídele.
Základem aerodynamické buzení je tlakové a rychlostní pole před a za rotorovou řadou. Z něj se stanoví síly působící na rotorovou řadu. I v tomto případě jsou budící frekvence dány Fourierovým spektrem aerodynamických sil. Největší vliv na aerodynamické buzení mají úplavy za statorovými lopatkami. Nelze ani podceňovat nerovnoměrné rozdělení statorových lopatek po obvodu, které je způsobeno např. dělící rovinou. Buzení vzhledem statorové, nebo rotorové řadě je dáno tzv. rotujícími vektory.
Stanovení násobků buzení vzhledem k rotoru, nebo ke statoru vychází z analýzy tzv. rotujících vektorů (podrobněji viz [4]). Ty jsou dány zejména počty rotorových a statorových lopatek. Hlavní rotující vektory, kdy se předpokládá, že každá statorová lopatka budí rotorovou řadu jsou dány vztahem
(20)
kde 
je celé číslo blízké poměru počtu
statorových a rotorových lopatek, tedy poměru 
. Praktický význam má analyzovat
do hodnoty 3. Čím je 
bližší poměru , tím výraznější je
vektor buzení. Násobky buzení vzhledem
k rotoru jsou pak dány vztahem
(21)
Nejnebezpečnější případ výrazného buzení nastává, kdy je tento násobek shodný s násobkem, který je rovnem počtu uzlových průměrů. V takovém případě výrazná složka aerodynamického buzení budí určitý počet uzlových průměrů.
Campbellův diagram
Lopatkové svazky
- dělené
- průběžné
- integrální vazba
Lopatkové svazky
