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汽轮机叶片振动动态测量方法与技术研究

作　者: 张世海
导　师: 李录平
学　校: 长沙理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 汽轮机 叶片 振动 非接触测量 测试系统
分类号: TK263
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 327次
引　用: 6次
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内容摘要


本文采用理论与实验相结合的方法,研究汽轮机叶片振动动态测量方法与技术。叶片振动动态测量主要有两种方法,一种是接触式的应变片法,另一种是非接触式间断相位法的,本文重点研究叶片振动的非接触式测量方法。在理论研究方面,本文结合传统的非接触式叶片振动测量方法,分析了基于该方法测量叶片振动的基本原理,建立了相应的数学模型,并同实际情况相结合,改进了叶片振动的计算方法,特别是振幅的计算方法。研究表明,改进的计算方法能获取更高的计算精度,减少测量误差。同时,本文对基于应变片的测量方法也进行了研究,并推导出了叶片振幅的计算公式。实验台建设方面,本文对叶片动态特性实验台进行了改进设计,并对实验台进行了改造。该实验台由空压机、储气罐、喷嘴、电机、转子及相应的管路系统组成,同时开发出了叶片振动测试系统,利用该实验台可以完成叶片动态特性测量实验及叶片碰磨减振实验。利用LabVIEW开发平台,本文开发出了非接触式叶片振动测量系统和基于应变片的接触式叶片振动测量系统。该测量系统主要包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据保存模块及数据回放模块等,能实现对叶片动态特性的实时监测,并可以通过数据回放模块进行离线数据分析。在实际进行叶片测量时,还需要进行叶片编号,本文开发出了叶片编号的程序,该程序能够减小叶片节距不均匀带来的测量误差,提高测量精度。利用叶片动态特性实验台及其测试系统,本文进行了叶片振动的非接触式测量实验,实验分为四个工况进行,并将测量结果与理论计算及基于应变片的接触式测量实验结果进行了对比,做了误差分析,结果表明本文中的非接触式测量方法是切实可行的。基于以上的研究成果及其它研究者的研究成果,对将该系统应用到现场检测的可能性进行了初探。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 课题背景及意义  11-12
    1.1.1 课题来源  11
    1.1.2 研究的背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究的现状  12-13
  1.3 叶片振动测量方法的比较  13-16
    1.3.1 接触式测量法  13-14
    1.3.2 非接触式测量法  14-15
    1.3.3 两种测量方法的比较  15-16
  1.4 本文的主要研究工作  16-17
第2章 叶片动态测量方法研究  17-27
  2.1 叶片振动分析  17-21
    2.1.1 叶片振动的来源与机理  17-18
    2.1.2 叶片振动的形式  18-19
    2.1.3 叶片静频率计算  19-21
    2.1.4 叶片动态特性  21
  2.2 间断相位法  21-25
    2.2.1 间断相位法的测量原理  21-22
    2.2.2 叶片振动动态频率的确定  22-25
  2.3 基于应变片的叶片振动测量方法  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 叶片振动实验系统设计与调试  27-34
  3.1 叶片振动实验系统功能设计  27
  3.2 叶片振动实验系统结构设计  27-32
    3.2.1 实验台的系统设计  29
    3.2.2 测试系统硬件设计  29-31
    3.2.3 传感器布置  31-32
  3.3 叶片振动实验系统的调试  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 叶片振动测试系统开发  34-46
  4.1 叶片振动测试系统设计  34-36
    4.1.1 叶片振动测试系统总体设计  34-35
    4.1.2 叶片振动测试系统软件设计  35-36
  4.2 非接触式叶片动态特性测试系统开发  36-42
    4.2.1 软件开发平台LabVIEW 简介  37
    4.2.2 数据采集模块开发  37-39
    4.2.3 数据处理模块开发  39-41
    4.2.4 其它系统模块开发  41-42
  4.3 基于应变片的叶片振动测试系统开发  42-45
    4.3.1 应变片测试系统硬件配置  44
    4.3.2 数据采集模块开发  44-45
    4.3.3 数据处理模块开发  45
  4.4 本章小结  45-46
第5章 叶片振动动态测试实验研究  46-60
  5.1 叶片振动动态测试实验方案设计  46-49
  5.2 实验研究内容与研究对象简介  49-50
  5.3 实验研究方法与实验结果分析  50-59
    5.3.1 非接触测量方法与实验结果分析  50-54
    5.3.2 接触测量方法与实验结果分析  54-57
    5.3.3 实验结果误差分析  57-59
  5.4 本章小结  59-60
全文总结  60-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研情况  68

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽轮机（蒸汽透平、汽轮机） > 构造
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