Wpływ obwodowego położenia pęknięcia wału turbiny średnioprężnej na dynamikę turbozespołu dużej mocy - symulacje komputerowe.

• Autorzy: Banaszek S.

Warianty tytułu

EN

The influence of angular crack location of IP turbine rotor on large power turbo-set dynamics - computer simulations.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pokazano wyniki badań symulacyjnych wpływu czterech różnych obwodowych położeń pęknięcia wału turbiny średnioprężnej na stan dynamiczny turbozespołu dużej mocy. Przedstawiono pokrótce narzędzia numeryczne do analizy dynamiki wirników łożyskowanych ślizgowo z pęknięciem oraz model maszyny. W wyniku obliczeń okazało się, iż pęknięcie znacznie silniej wpływa na drgania bezwzględne panwi łożyskowych niż na drgania względne czopów.

EN

The paper is being focused on lateral vibrations caused by the crack in one section of 200 MW turbo-set shaft. The research was made in a way of computer simulation. The computer code that we use to simulate the rotating machinery dynamic state is called NLDW. A diathermic model of heat transfer in slide bearings is it's base. The rotor line is modeled with FEM using typical Timoshenko beam elements with 6 DOF's per node. Crack is modeled by a simple "on-off" model introduced by Knott. Crack depth is described by the crack coefficient Wp. It can be also called a "relative crack depth" which is absolute crack depth divided by the shaft diameter (both in the length units). The object of the research is a 200 MW turbo-set. The model was identified and tuned on the parameters related to the particular real machine working in one of the Polish power plants. Crack was placed in one section of IP turbine. Four different angular crack locations alpha p were taken into account to compare their influence on dynamics of the machine. Rotor is forced by the system of time-varying forces and moments, thus the resultant force is time-varying too. It causes different (and probably also time-varying) phase between crack and resultant force. Calculations were carried on with constant Wp=0.45 and rotational speed 3000 rpm. The results confirmed that crack angular position may have influence on dynamics of the machine. V RMS of absolute vibration of bearing bushes rises even to twelve times (bearing No 1, alpha p=0 to the 0), usually 3-4 times. The amplitudes of relative vibrations of journals don't rise so much (about 25-30%). The growth of vibration levels is observed only in bearings No 1, 2 and 3. Trajectories of bushes became chaotic and higher harmonics of significant levels were observed. Bearings demonstrate the presence of subharmonics 1/2X caused by oil whirls. Higher harmonics are also observed, but their values are not significant.

Słowa kluczowe

PL

dynamika maszyn; maszyna wirnikowa; diagnostyka; pęknięcie; łożyska ślizgowe

EN

machine dynamics; rotating machine; diagnostics; crack; slide bearings

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 42, nr 2
• Strony: 69--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Banaszek S.

• Instytut Maszyn Przepływowych, im. R. Szewalskiego PAN w Gdańsku, ul. Fiszera 14, 80-952 Gdańsk, tel. [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Kiciński J. (red.): Modelowanie i diagnostyka oddziaływań mechanicznych, aerodynamicznych i magnetycznych w turbozespołach energetycznych, Wyd. IMP PAN, Gdańsk 2005.
• [2] Kiciński J.: Dynamika wirników i łożysk ślizgowych. Wyd. IMP PAN, Gdańsk 2005.
• [3] Kiciński J., Drozdowski R., Materny P.: Nonlinear Model of Vibrations in a Rotor Bearings System, Journal of Vibration & Control, Vol. 4, n.5, 1998, pp. 519-540.
• [4] Knott J.F.: Fundamentals of fracture mechanics, Butterworths, London, 1973.
• [5] Ostachowicz W.M., Krawczuk M.: Coupled torsional and bending vibrations of a rotor with an open crack. Archive of Applied Mechanics, 62 (1992), pp. 191-201.