Turbomacchine - Aeromeccanica

Aeromechanical

L'aeromeccanica è quella parte della meccanica che studia la statica, la dinamica dei fluidi gassosi.

In essa si studia l'interazione sui corpi elastici (nel caso turbomeccanico le pale/alette) al passaggio del flusso del fluido elaborato dalla macchina che ci permette di scambiare lavoro.

Si studiano problemi di vibrazioni, di sollecitano o affaticamento e fatica a cui è sottoposto un componente del turbomacchinico e quindi necessario certificare che le sollecitazioni non superino determinati livelli di stress (statici e ciclici) che possono portare a rottura e vibrazioni.

Si devono quindi fare delle analisi aeromeccaniche per valutare le vibrazioni che compaiono sui componenti, che possono portare a rottura ad esempio di macchine che sono flessibili e caricate e sono soggette a problemi di aeromeccanica: Ali di aerei, Turbine eoliche, Turbine a gas, Turbine a vapore, Ponti.

Concentriamoci principalmente sull'aeromeccanica delle turbine a gas. I fenomeni aeromeccanici si verificano principalmente nelle pale che sono swelle (lunghe) rispetto all'unghia, quindi le pale classiche sono quelle che hanno alto aspect ratio.

Alto aspect ratio = AR > (lunghezza/unghia)* = pala snella

Componenti con pale ad alto AR

Le pale con alto AR si trovano nei seguenti componenti delle turbine a gas:

• Fan - Gco
• Compressore di bassa pressione
• Turbina di bassa pressione

Fenomeni di vibrazione

I due principali fenomeni che causano vibrazioni nelle nostre turbomacchine sono due:

• Fenomeni di risposta forzata
• Flutter

Sono quei fenomeni derivanti dalla risposta forzata q(t) del mio sistema che è stato sollecitato da una determinata forzante, F(t), nel tempo q(t) è la soluzione di Mq̣+Cq̣+Kx = F(t)

La risposta q(t) sarà tanto maggiore quanto più la pulsante della forzante si avvicina alle pulsazioni proprie del mio sistema (pulsation mode).

Il flutter solitamente nasce da elementi forzanti. Essa e una vibrazione che può crescere. indefinitamente con incrementi che derivano dalla risposta forzata, se gli smorzamenti aerodettica autodeclata della turbomachina diminuiscono gli smorzamenti o aumenti di ampiezza estratta energia dal flusso fino a raggiungere entità elevate.

Nel caso in cui l'intersezione avvenga contemporaneamente le (gulse accusse sono representate con diagramma di Campbell le pulsazione), verso il verso sulla accelerazione delle pulsazioni che dovrei rappresentare in termini di fibrillation freq (fn) i - crossover gamma)

Vanno con (non emerge stress risoluzione (ci) fino a) al pulsation derivante dall'intersezione del vamo vertical generation prescommission interessa.

Nel caso in un crossver contemporaneamente in damping rappresentato in par (range) il calato di due sottomodo mostrarlo nel sottosistema, avrà sol ä energia può subire and damper più alto sa ü evoluzione nel venitamo contemporaneo che un sistema ganderà battere sulla resistenza elemento critiche così ul o tenere.

Smorsamenti per flusso (rad). Questa condizione quindi genera una risonanza (amplificazione massima del a vibrazione)

Aeromeccanica

L'aeromeccanica è quella parte della meccanica che studia la statica, la dinamica dei fluidi gassosi.

È lo studio dell'interazione dei corpi elastici, nel caso turbomacchinico, le palettature, scambiano lavoro, e il flusso del fluido elaborato dalla macchina che ci permette di determinare quante vibrazioni dovute all'eccitamento o smorzamento siano in gioco durante il suo funzionamento; possono essere valutate comparsa di cricche e/o rotture.

Quindi risulta necessario identificare le sollecitazioni che vengono indotte nel corpo turbomacchinico, e quanto importante sia il comportamento del componente al superamento determinati livelli di stress (statici e dinamici); questi parametri sono fondamentali per un’analisi aeromeccanica per valutare le vibrazioni che provengono dal flusso e il decadimento delle palettature che possono portare a rottura ad alti regimi.

Alto numero di giri al secondo.

Aeroelasticità: Essa studia l'interazione tra corpi solidi elastici e flussi fluidi.

Essendo i macchine che sono flessibili e caricate, e sono soggette a problemi aeromeccanici sono:

• Ali di aerei
• Turbine eoliche
• Turbine a gas
• Turbine a vapore
• Ponti

Concentriamoci principalmente sull'aeromeccanica delle turbine a gas. I fenomeni aeromeccanici si verificano principalmente nelle pale che sono molto snelle, lunghe e quindi di pale molto più snelle. Le pale che si occupano hanno alto aspect ratio:

Alto aspect ratio = AR = lunghezza/spessore = Le pale con alto AR si trovano nei seguenti componenti delle turbine a gas:

• Fan
• Compressore di bassa pressione
• Turbina di bassa pressione

I due principali fenomeni che causano vibrazioni nelle nostre turbomacchine sono due:

• Fenomeni di risposta forzata

Sono