An optimization of frequency spectrum of turbine wheels with cooled blades

Abstract

 A new approach of frequency spectrum optimization  of turbine blades with a complex cooling system is  developed.  It's based on the next principle: an equivalent solid  blade is used instead of a real cooled  blade during a frequency optimization. Equivalence between blades means  an equality of an analyzable  frequency spectrum. Blades  sections remain identical and equivalence is achieved by  changing material  properties of a solid blade. An optimization lies in tuning out of blade frequency from dangerous  modes  during minimal changes of not dangerous Eigen  frequencies and blade mass minimization. It's shown that  to satisfy requirements of an Eigen frequency optimization  on several modes the best results can  be found by creating  an equivalent blade with a specific thin "walls" and solid  inner parts, which volumes  are changed according to variation of chord sizes and section thicknesses.