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Transiente Schaufeldynamik

Transiente Schaufeldynamik

Led by:  Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt
E-Mail:  schlesier@ids.uni-hannover.de
Team:  M. Sc. Klaus-Dieter Schlesier (Dynamik rotierender Maschinen)
Year:  2019
Funding:  FVV

Das weltweite Kraftwerksportfolio bindet mehr und mehr regenerative Energiequellen ein, deren Verfügbarkeit zufälligen Schwankungen unterliegt. Daraus ergibt sich ein zunehmend größerer Anteil an konventionellen Kraftwerken, die zyklisch und auch instationär betrieben werden müssen. Die Lastwechsel bestimmen mit den An- und Abfahrvorgängen die Lebensdauer vieler Kraftwerkskomponenten wesentlich mit, sodass in diesem Projekt insbesondere transiente Resonanzdurchgänge verstimmter Beschaufelungen betrachtet werden. Mistuning beschreibt die Abweichung realer Turbinenschaufeln von ihren Nominaleigenschaften aufgrund von unvermeidbaren Einflüssen wie Materialinhomogenitäten oder Verschleiß. Die resultierenden Unterschiede können Lokalisierungseffekte hervorrufen, bei denen die Schwingamplituden einzelner Schaufeln deutlich erhöht werden. Es hat sich gezeigt, dass dieser Effekt durch bestimmte Parameter bei der Resonanzdurchfahrt noch verstärkt werden kann, sodass während der dieser sogar höhere Amplituden auftreten als im stationären Zustand.

Zur Untersuchung dieses Effektes werden bestehende Methoden zur mechanischen Modellierung und mathematischen Beschreibung transienter Schwingungen angewendet und weiterentwickelt. Zur experimentellen Validierung der Ergebnisse stehen unter anderem ein Prüfstand mit berührungsloser, akustischer Anregung für vereinfachte Modellschaufelkränze sowie ein Rotationsprüfstand für realitätsnahe Modelle und Versuchsbedingungen zur Verfügung.

Vergleiche zwischen gemessenen und simulierten Schwingungsantworten zeigen eine ausgesprochen gute Übereinstimmung.