Contribution à l'étude des vibrations d'un ailetage basse-pression d'une turbine à vapeur

Study of vibrations of steam turbine low pressure bladings

• Auteur / Autrice : Dominique Garreau
• Direction : Hieu Ha Minh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal -- Techniques numériques

Rotors -- Vibrations

Turbines à vapeur

Résumé

Les vibrations d'un ailetage basse-pression constituent un probleme industriel de grande importance. Le but de cette etude est de mieux comprendre les mecanismes d'excitation de ces vibrations, en particulier pour les regimes de fonctionnement situes hors du nominal. La premiere partie, essentiellement bibliographique, de ce travail est consacree a l'etat des connaissances relatives a l'aspect mecanique du probleme. Il s'agit, apres quelques rappels sur les ailetages basse-pression (fonctionnement, caracteristiques industrielles), de souligner les problemes lies a leur comportement vibratoire. On classe les ailetages en deux categories suivant qu'ils sont libres ou liaisonnes. Pour cette derniere famille, on precise les notions de mode global et de diametre nodal. Dans les deux cas, l'influence de la dispersion mecanique est presentee. On decrit ensuite, dans la seconde partie du memoire, les sources excitatrices de ces vibrations. L'accent est mis sur les sources aerodynamiques. Une contribution originale de ce travail consiste en une caracterisation detaillee de ces sources, pour differents regimes de fonctionnement, en particulier lorsqu'un couplage aerolastique est a craindre. Un modele numerique a ete developpe qui a permis d'estimer l'ordre de grandeur de l'amortissement aerodynamique, grandeur fondamentale puisqu'elle conditionne la stabilite de l'etage basse-pression. La derniere partie est dediee a l'analyse de la reponse experimentale de l'ailetage. Nous presentons des resultats qui concernent principalement une tranche de 600 mw. Le faible nombre de capteurs embarques rend delicate l'interpretation des essais; la presente etude contribue a interpreter au depouillement des donnees experimentales, les techniques les plus recentes du traitement numerique des signaux: representation conjointe en temps et en frequence, segmentation en zones stationnaires et modelisation. En conclusion, nous