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简答题动叶片在运行中为什么会产生振动?激振力的频率如何确定?在什么条件下振动的动应力最大?
  • 汽轮机在运行过程中,从喷嘴叶栅喷出的高速汽流,进入动叶栅,对动叶栅产生冲击力,其大小与喷嘴叶栅出口蒸汽的流速有关。由于喷嘴叶栅出口蒸汽速度沿圆周方向的分布并不均匀,使动叶片旋转一周时,其受力状态产生周期性的变化。在交变的蒸汽冲击力的作用下,动叶片产生振动。
    激起动叶片产生振动的激振力,分高频激振力和低频激振力。高频激振力是由于蒸汽与喷嘴叶栅壁面的摩擦,造成蒸汽的速度沿圆周方向分布不均匀而产生交变的作用力,其频率与该级的当量喷嘴数和转子旋转频率的乘积相等。低频激振力是由于调节级喷嘴分组;上、下隔板水平结合面加工误差,喷嘴叶片的型线可能吻接错位,或结合面处喷嘴流道的宽度与其它流道不同;个别喷嘴叶片的栅距产生误差,造成流道几何形状变化等结构因素引起的。动叶片在旋转一周时,受力状态变化K次,其频率等于转子旋转频率的K倍。
    当动叶片的自振频率与激振力的频率相等,发生共振时动应力最大。在非共振条件下,单个喷嘴流道的流量最大时,动应力最大。
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