Bir gaz türbininin çalışma şartlarındaki kanat tabii frekansının ve uygun nozul sayısının tayini

Yüksek sıcaklık ve yüksek devirde çalışan türbin kanatlarının doğal frekansları yüksüz durumdaki kanat doğal frekanslarına göre farklılık gösterir. Türbin kanadındaki yüksek sıcaklık malzeme özelliklerine doğrudan etki etmektedir. Ayrıca türbinin rotasyon hızından kaynaklanan merkezkaç kuvvetler kanatta çeki gerilmesi oluştururken, akışkan basıncı kanat üzerinde eğilme gerilmesine sebep olmaktadır. Çeki gerilmesi ve eğilme gerilmesine maruz kalan türbin kanadı üzerinde deformasyon oluşmaktadır. Bu deformasyonlar ve malzemenin sıcaklığa bağlı davranışı, kanat doğal frekanslarında değişikliğe neden olur. Türbin kanadının doğal frekans tayini yapılırken sonlu elemanlar analiz metodundan istifade edilmiştir. Bu kapsamda yapılan çalışmalar ANSYS Sonlu elemanlar analiz programında gerçekleştirilmiştir. Kanadın çalışma koşulundaki doğal frekans tayini için ön gerilmeli modal analiz gerçekleştirilmiştir. Bu analiz metodunda ilk olarak kanadın gerilme ve deformasyon tayini yapılmıştır. Elde edilen gerilme ve deformasyon sonuçları modal analizde girdi olarak kullanılmıştır. Böylece çalışma esnasındaki deformasyonların etkisi modal analize eklenmiştir. Bu tezde incelenen yüklü kanadın birinci doğal frekansının yüksüz duruma göre Inconel 718 için %9,6 ve Inconel 738 Lc için %5,6 mertebesinde daha düşük olduğu bulunmuştur. Birinci doğal frekansta meydana gelen bu düşüş türbin nozul tasarımında önem arz etmektedir. Anahtar Kelimeler: Türbin kanadı, Doğal frekans, merkezkaç kuvvet