Caracterización de la Respuesta de Vibración Anómala de un Rotor de LPT Intencionalmente Desajustado
Autores: Rodríguez-Blanco, Salvador; Martel, Carlos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Caracterización de la Respuesta de Vibración Anómala de un Rotor de LPT Intencionalmente Desajustado
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Instalación de túnel de viento
Desajuste intencionado
Comportamiento de respuesta forzada
Rotor de turbina de baja presión
Picos de resonancia
Modelo de orden reducido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La instalación del túnel de viento en el Centro de Tecnologías Aeronáuticas se utilizó para realizar un conjunto de experimentos para estudiar el efecto de la desintonización intencionada en el comportamiento de respuesta forzada de un rotor de turbina de baja presión aerodinámicamente inestable. Los patrones de desintonización intencionada se implementaron añadiendo una pequeña masa extra a algunas de las palas. Por lo tanto, se esperaba que la respuesta forzada del rotor mostrara dos picos de resonancia con amplitudes similares, correspondientes, respectivamente, a las frecuencias de vibración de las palas con y sin masa añadida. Sin embargo, en el post-procesamiento de las mediciones, se observó un comportamiento anómalo. Cerca de la resonancia, la respuesta del sistema fue sincrónica con la excitación, y los barridos de frecuencia exhibieron dos picos de resonancia, pero se encontró que los dos picos eran claramente diferentes, con el pico a menor frecuencia mostrando una amplitud de vibración mucho mayor que el pico de alta frecuencia, y con algunas palas respondiendo a ambas frecuencias con una amplitud similar. Para dar una interpretación correcta de los resultados experimentales, se deriva un modelo de orden reducido que tiene en cuenta solo los modos de onda viajera acoplados por la desintonización. Este modelo, aunque extremadamente simple, es capaz de reproducir el comportamiento inesperado de los experimentos y ofrece una explicación clara de la respuesta del sistema. Se muestra que el tamaño relativo de la desintonización con respecto a la diferencia de frecuencia de los modos de onda viajera involucrados es el parámetro clave para la aparición de este fenómeno.
Descripción
La instalación del túnel de viento en el Centro de Tecnologías Aeronáuticas se utilizó para realizar un conjunto de experimentos para estudiar el efecto de la desintonización intencionada en el comportamiento de respuesta forzada de un rotor de turbina de baja presión aerodinámicamente inestable. Los patrones de desintonización intencionada se implementaron añadiendo una pequeña masa extra a algunas de las palas. Por lo tanto, se esperaba que la respuesta forzada del rotor mostrara dos picos de resonancia con amplitudes similares, correspondientes, respectivamente, a las frecuencias de vibración de las palas con y sin masa añadida. Sin embargo, en el post-procesamiento de las mediciones, se observó un comportamiento anómalo. Cerca de la resonancia, la respuesta del sistema fue sincrónica con la excitación, y los barridos de frecuencia exhibieron dos picos de resonancia, pero se encontró que los dos picos eran claramente diferentes, con el pico a menor frecuencia mostrando una amplitud de vibración mucho mayor que el pico de alta frecuencia, y con algunas palas respondiendo a ambas frecuencias con una amplitud similar. Para dar una interpretación correcta de los resultados experimentales, se deriva un modelo de orden reducido que tiene en cuenta solo los modos de onda viajera acoplados por la desintonización. Este modelo, aunque extremadamente simple, es capaz de reproducir el comportamiento inesperado de los experimentos y ofrece una explicación clara de la respuesta del sistema. Se muestra que el tamaño relativo de la desintonización con respecto a la diferencia de frecuencia de los modos de onda viajera involucrados es el parámetro clave para la aparición de este fenómeno.