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Vermeidung von Resonanzen in Turbinen durch primzählige Anzahl der umfänglich angeordneten Komponenten

IP.com Disclosure Number: IPCOM000210517D
Original Publication Date: 2011-Sep-07
Included in the Prior Art Database: 2011-Sep-07
Document File: 1 page(s) / 74K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Einige Komponenten von Gasturbinen, beispielsweise die Turbinenschaufeln oder die Brennkammer, weisen bestimmte Anregungsfrequenzen i auf. Im Betrieb der Gasturbine kann es dadurch zu Resonanzen kommen, wodurch die Komponenten zu schwingen bzw. zu vibrieren beginnen. Dabei kann es zu einer erhöhten Ermüdungsbelastung und somit zur Ausbreitung von Ermüdungsrissen kommen. Es können auch niederfrequente Anregungen der Brennkammer auftreten. Die Folge ist, dass sich auf Grund dieser Effekte die Lebensdauer der Komponenten und somit der Gasturbine verkürzt. Sind umfänglich angeordnete Komponenten beispielsweise symmetrisch angeordnet, dann können dadurch Resonanzen angeregt werden, welche wiederum zur Anregung von Turbinenkomponenten führen können. Dies ist begründet durch das Auftreten symmetrischer, harmonischer Schwingungsmuster, welche auf Grund ihrer harmonischen Periodizität und möglichen Überlagerungen leicht zu Anregungen in den betroffenen Komponenten führen können.

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Vermeidung von Resonanzen in Turbinen durch primzählige Anzahl der umfänglich angeordneten Komponenten

Idee: Michael Clossen-von Lanken Schulz, DE-Mühlheim a. d. Ruhr; Kai Kadau; DE- Mühlheim a. d.
Ruhr

Einige Komponenten von Gasturbinen, beispielsweise die Turbinenschaufeln oder die Brennkammer, weisen bestimmte Anregungsfrequenzen ωi auf. Im Betrieb der Gasturbine kann es dadurch zu Resonanzen kommen, wodurch die Komponenten zu schwingen bzw. zu vibrieren beginnen. Dabei kann es zu einer erhöhten Ermüdungsbelastung und somit zur Ausbreitung von Ermüdungsrissen kommen. Es können auch niederfrequente Anregungen der Brennkammer auftreten. Die Folge ist, dass sich auf Grund dieser Effekte die Lebensdauer der Komponenten und somit der Gasturbine verkürzt. Sind umfänglich angeordnete Komponenten beispielsweise symmetrisch angeordnet, dann können dadurch Resonanzen angeregt werden, welche wiederum zur Anregung von Turbinenkomponenten führen können. Dies ist begründet durch das Auftreten symmetrischer, harmonischer Schwingungsmuster, welche auf Grund ihrer harmonischen Periodizität und möglichen Überlagerungen leicht zu Anregungen in den betroffenen Komponenten führen können.

Zur Vermeidung von Resonanzen in der Brennkammer ist es bekannt, die symmetrisch angeordneten Brenner geringfügig unterschiedlich zu betreiben, damit eine symmetrische Anregung...