Análisis de vibraciones en turbinas

Los vibrómetros láser Doppler de Optomet permiten medir con precisión y sin contacto las vibraciones de los álabes de turbina en condiciones variables de carga y temperatura. Estas mediciones permiten la detección temprana de problemas de resonancia y proporcionan datos esenciales sobre los parámetros modales, ayudando a los ingenieros a predecir la vida a fatiga y optimizar los ciclos de mantenimiento. Al conocer las características de las vibraciones, nuestra tecnología garantiza un mayor rendimiento de las turbinas, una mayor seguridad y una vida útil más larga en los exigentes entornos aeroespaciales.

Aplicación de la vibrometría láser a los álabes de turbina

Los motores a reacción de turbina se han convertido en una parte indispensable de los aviones en la aviación moderna. Los desarrollos ulteriores se dirigen siempre a mejorar la seguridad del vuelo, la eficacia de la turbina, el comportamiento general de funcionamiento y la reducción de las emisiones sonoras.

Uno de los componentes más importantes del motor a reacción de turbina es el álabe de turbina. Las características de un álabe de turbina bajo diferentes niveles de carga y a diferentes temperaturas influyen en el comportamiento global del motor.

Una forma de estimar mejor la vida útil a la fatiga de un álabe es el método de medición de la "fatiga de bajo ciclo" (LCF), en el que se examina la turbina antes y después de cargas cíclicas repetidas. La fatiga debida a la carga térmica se examina con más detalle utilizando métodos de "fatiga termomecánica" (TMF) a temperaturas de hasta 1000°C. Los cálculos de modelos de la geometría de las palas sirven para optimizar las propiedades de amortiguación y el comportamiento del flujo, así como para suprimir resonancias no deseadas.

Los vibrómetros láser Doppler Optomet ofrecen una forma fiable de medir con precisión las vibraciones de funcionamiento de las palas antes, después y durante las fases de carga y calentamiento mediante un método sin contacto. El conocimiento de las propiedades de vibración permite determinar los parámetros modales y validar las predicciones de los modelos. El cambio de las propiedades bajo diferentes métodos de carga permite predecir la vida útil prevista de la turbina en condiciones reales de funcionamiento. Por tanto, los resultados son importantes para determinar los ciclos de mantenimiento de las turbinas y estimar la posible vida útil de las turbinas sometidas a sobrecarga, por ejemplo si la turbina restante tiene que funcionar muy por encima de la carga normal para compensar el fallo de otro motor de avión.

Los sistemasde vibrómetro láser de barrido aportan un valor añadido particular a este método, ya que permiten una caracterización rápida y sencilla de las formas de vibración operativas en la superficie del álabe.

Gracias a la elevada intensidad y calidad de la señal de los vibrómetros láser Doppler Optomet, ya no es necesario un tratamiento o preparación especial de las superficies de medición. Los parámetros de vibración pueden medirse con precisión incluso en objetos brillantes y poco reflectantes.

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Análisis modal preciso de un disco de turbina con vibrómetros láser Doppler

El SMART Scan+ de Optomet captura las vibraciones de superficies enteras para realizar análisis modales rápidos y fiables especialmente útiles, por ejemplo, en la industria aeroespacial. Este sistema de alta precisión permite la investigación detallada de las características de vibración de piezas aeronáuticas mediante la determinación exacta de los parámetros modales.

Con el SMART Scan+, los desarrolladores e ingenieros pueden caracterizar de forma rápida y precisa los modos de vibración de componentes como los álabes de las turbinas. Esto desempeña un papel clave en la evaluación y optimización de la integridad estructural y la durabilidad de los componentes.

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Formas de deflexión de un álabe de turbina

Nuestro vibrómetro láser Doppler analiza con precisión y sin contacto los patrones de vibración de los álabes de una turbina. Estas mediciones proporcionan información valiosa sobre las formas de deflexión y las características de vibración de las palas, lo que contribuye a la optimización estructural y la prolongación de la vida útil. La tecnología permite realizar pruebas de carga realistas, lo que posibilita la detección temprana de resonancias y garantiza la seguridad operativa a largo plazo.

Otros ámbitos de aplicación