汽轮机实验指导书解说.doc

实验一 汽轮机叶片静频率的测试 在电厂中，汽轮机是发电厂设备中主要的设备之一，由于叶片损坏造成的事故停机占汽轮机事故的70% 以上，国内外发电厂常有因汽轮机叶片损坏事故停电、停产造成巨大的经济损失。为了保证叶片在汽轮机运行中的安全，防止叶片因共振而损坏，需要知道叶片的自振频率。在现场，常用实测法测定叶片的自振。对于新投运的机组，应较全面地测定各级叶片的各种振型的自振频率。考虑在运行过程中，叶片的安装状况可能发生变化，以及因冲蚀、腐蚀、结垢、及损坏等原因，均将影响到叶片的自振频率。因此，在每次大修时应对叶片的切向Ao型（无节点）的自振频率进行测定、校核，确保叶片的安全运行。利用叶片自振频率的测定，根据叶片的自振频率有无变化，亦可以发现叶片有无隐藏裂纹损伤。常用的测试单个叶片静频率的方法有： 自由振动法简称“自振法”； “共振法”或称激振法。 一、实验仪器 1.Xj4630型慢扫描示波器 2.XD7型低频信号发生器 3.jkl-50W型扩大器 4.YD-8型传感器 5.FSA-C型便携式频谱分析仪 6.微机 二、实验目的 1. 掌握自振法及共振法测定叶片频率和判别振型的基本方法； 2. 通过实验，加深理解单个叶片的振动特性以及叶根紧力对自振频率的影响； 3. 掌握测试仪器的使用方法。 三、实验要求 1. 用自振法测定叶片的自振频率，并观察不同频率下的李沙茹图形。 2. 用共振法测定叶片的自振频率，判别振型，并观察叶根紧力对振动的影响。 3. 用计算机采集系统（其中包括微机和便携式频谱分析仪）采用自振法测定单个叶片的固有频率和叶片组的固有频率。 四、实验方法 本实验采用自振法、共振法这两种方法测定叶片的静频率。 1. 自振法： 用自振法测定叶片的自振频率的原理图 ( 见图一)。  实验时,用橡皮锤轻轻敲击叶片, 则叶片将以一种最容易产生的振动型式作自由衰减振动。通常为切向Ao型振动，用拾振器将叶片的机械振动信号送至阴极示波器的垂直轴 (y) 轴。同时将低频信号发生器产生的频率信号送至示波器的水平轴 (x) 轴。一边用橡皮锤敲击叶片，一边调节低频信号发生器的频率数值，当示波器的荧光屏上出现稳定的李沙茹图形( 见图二 )时，低频信号发生器上的频率读数即为叶片的自振频率或它的整数倍。例如：当示波器上出现稳定的椭圆形图形时，说明垂直输入和水平输入的频率相等，这时的低频信号发生器刻度盘上所指示的频率数值即为叶片的自振频率。就其叶片的自振频率 (或称固有频率) 仅有一个频率值。 现在的新型测频仪表，由拾振器将信号输入仪表后，即可直接用数字显示出叶片的自振频率，这种仪表适用于较长的叶片。自振法是一种简单、准确和能迅速测定自振频率的方法。但由于叶片的高频自由振动不易发生，即使发生，振幅也很小、消失也快，故难以用自振法测定，更难以区分其振型。所以，自振法多用于测定中、长叶片的Ao型振动。 2. 共振法 用共振法测定叶片自振频率原理图( 见图三 ) 。 共振法与自振法的不同点即为叶片所受的激振力不是敲击产生的，而是用激振器激发和维持的；另外,就是叶片产生的振动不是自由衰减振动，而是强迫振动。 共振法是由低频信号发生器发生的信号，除输入示波器外，另输入扩大机，将信号功率经扩大机放大后送到激振器由激振器吸动叶片按低频信号发生器给定的频率振动。当低频信号发生器给定的频率与叶片的固有频率相等时，从示波器上可看到稳定的李沙茹椭圆图形（见图二）。此时低频信号发生器上刻度盘所指示的频率值即为叶片的自振频率。 3.用便携式频谱分析仪测试单个叶片、叶片组的自振频率 众所周知，物体在外力冲击作用下做自由振动，其振动的波形由各阶自由振动的波形叠加而成。鉴于此，我们通过计算机采集系统，将叶片在外力作用后的振动特性转换为数字信号，对其进行频谱分析，获得叶片的自振频率。 叶片受外力后，传感器将叶片受外力冲击后的机械振动信号转变成电信号输入频谱仪而后通过安装于便携式频谱分析仪内的放大器、滤波器和数据采集，经过放大、滤波、转换后再输入计算机进行频谱分析，从计算机显示屏上显示的最大振幅下的峰值所对应的准确值（HZ）即为叶片的固有频率。（见图四） 图四 叶片自振频率测量系统构成示意图 五、实验仪器的使用方法及注意事项 （一）示波器 示波器面板上各旋钮的作用（见图五）： （1）辉度调节装置：顺时针转动，辉度增亮，反之，则减弱，直到辉度消失。如果光点长期停在屏幕上不动时，宜将辉度减弱或熄灭，以延长示波管的寿命。 （2）聚集调节装置：用以调节示波管中电子束的焦距，使其焦点恰好位于屏幕上，此时显示的光点应成清晰的圆点。 （3）x轴位置：调节图形在x轴上的位置，使之左右移动。 （4）y轴位置：调节图形在y轴上的位置，使之上下移动。 （5）x轴增幅：调节荧光屏上显示的水