Регистрация ДФМ кратности возбуждения АК позволяет сделать ряд важных выводов относительно образования таких колебаний с частотой, не кратной ЧВР. На диаграмме рис. 1, в есть десять максимумов, указывающих на наличие АК РЛ пятой кратности, тогда при РЧВР (50 Гц) на колесо действуют пятиволновые цепи статических и бегущих волн. В данном случае частота АК, зафиксированная тензометрированием, равна 148 Гц. Отсюда находим частоту возбудителя, где /а — частота АК- Частоты возбудителя АК при испытании трех других колес на РЧВР были равны 28,3; .28,1 и 28,6 Гц, которым соответствовали кратности возбуждения 6,7 и 11.
Эти факты дают основание предполагать, что источник усиления АК, развивающийся в ступенях низкого давления по мере уменьшения расхода РП до малой •величины, движется либо в направлении вращения ко-.лес с абсолютной частотой 20 ... 23 Гц, либо вместе с колесами, генерируя импульс частотой 27 ... 30 Гц. В первом случае таким источником может быть раскручиваемый в полости вращения РЛ поток РП или вентилируемые паровоздушные потоки в зонах отрыва потока РП [7], когда образуется окружная газодинамическая неравномерность, вращающаяся за колесом и возбуждающая колебания его с низкой частотой, равной разнице абсолютных частот вращений ротора н неравномерности возбудителя. Другой случай реализуется при флаттере. В первом случае, при резонансном усилении АК энергия подводится к колесу назад бегущими волнами, которые неподвижны относительно вращающегося источника возбуждения. В другом случае энергия подводится к колесу и вперед бегущими волнами. Согласно [8] оба типа возбуждения действуют одновременно. При этом частота и импульс возбуждения определяются вращающейся газодинамической неравномерностью (вращающимся отрывом). Возникающий срывной флаттер усиливает резонансный эффект. Помимо вращающегося отрыва существует другой тип неравномерности — вращающийся срыв, наблюдаемый в компрессорах или в турбинах, когда ротор совершает обороты в обратном нормальному направлении. Схемы этих неравномерностей показаны на рис, 3. Принципиальное отличие этих типов неравномерностей заключается в том, что вращающийся срыв может быть многозонным. Стационарные паровые турбины эксплуатируются только при нормальном направлении вращения ротора, при малых объемных расходах РП в ступенях низкого давления осуществляется не компрессорный, а вентиляционный эффект, отчего возникает вращающийся отрыв.
На рис. 4 построена частотная диаграмма АК одного из колес. При составлении таких диаграмм есть затруднения в вычислении коэффициента ужесточения РЛ — В от действия центробежных сил, поскольку статические частоты АК определяются в условиях недостаточного контакта круговых демпферных связей с РЛ. Возбуждение АК с частотой, не кратной ЧВР, позволяет фиксировать частоту возбуждения в точке Б (см. рис. 4). На Кэмпбелл-машине фиксируют частоту возбуждения той же формы, кратную ЧВР (точка Д на рис. 4). Это позволяет вычислять В с высокой точностью: где и] /ад — частоты АК в точках Б и Д на диаграмме рис. 4; пв и Пд — ЧВР в тех же точках. Данная диаграмма отличается от известных построенной на ней пунктирной кривой 2, которая соединяет точки возможного возбуждения АК с частотой, не кратной РЧВР (л=50 Гц). До сих пор на таких диаграммах строилась лишь кривая 1, соединяющая точки возбуждения АК с частотой, кратной ЧВР.
Поясним построение и практическое значение кривой 2. Как видно из диаграммы, возбуждение АК на РЧВР при т-м числе дисковых волн в колесе происходит с определенной частотой. При т=5 такая частота фиксируется точкой Б. Резонансное усиление имеет место, когда кратность возбуждаемой частоты равна числу дисковых волн (т~к). При т~5 такое равенство существует в точке А. Если для ряда значений т построить точки, аналогичные точке Л, то они образуют на диаграмме последовательность, которую обозначает кривая 2. По кривой 2 можно заметить, что возбуждение АК с /л<3 практически невозможно (см. рис. 4, точка Г), так как для этого необходимо вращение возбудителя либо с высокой частотой, либо в направлении, обратном направлению вращения ротора. Если снизить ЧВР (например, до 40 Гц), то кривая 2 займет новое положение, проходя через точку А'. При дополнении Кэмпбелл-машины возбудителями колебаний с частотой, не кратной ЧВР, для каждого испытуемого колеса можно построить частотную диаграмму, аналогичную приведенной на рис. 4.
