К расчету момента инерции ротора

Характеристика участка	Разм.	№ участка ротора*
							…	n	S
Длина, li	м	0,2	0,12	0,2	0,26	0,14	0,14	0,12			L полн
Радиус, ri	м	0,1	0,14	0,18	0,2	0,24	0,26	0,3			–
Масса, mi	кг										m ротор
Момент инерции, Ji	кг/м2	0,24	0,56	2,57	5,09	5,68	7,83	11,9			J ротор

* заполнено по примеру эскиза на рис.15

 

Для рассматриваемого примера

 

m _ротор=15700 кг; J _ротор=2054 кг/м²

 

2. Коэффициент жесткости ротора

 

 

3. Критическая угловая скорость вращения ротора

 

 

4. Первая критическая частота вращения ротора

 

об./мин.

 

5. Тепловой прогиб ротора

 

м (0,29 мм)

 

В этом выражении: a, 1/К – температурный коэффициент линейного расширения (приложения); D t, °С – перепад температур, возникающий в теле металла при прогреве турбины (определяет условия прогрева и в приближенных расчетах допустимо принимать D t»5…10 °С); l, м – длина ротора; d, м – диаметр ротора (допустимо принимать как осредненное значение, либо, в приближенных расчетах, как максимальный диаметр шейки в цельнокованой части ротора).

 

6. Результаты расчета сводят в таблицу, табл.10.

Таблица 10

Пример расчета критической частоты вращения

№	Наименование	Размерность	Значение
	Масса ротора, m ротор	кг
	Момент инерции ротора, J ротор	кг/м2
	Коэффициент жесткости ротора, с	–	0,17×109
	Критическая угловая скорость вращения ротора, wкр	рад/с	16,57
	Первая критическая частота вращения ротора, n кр	об./мин
	Тепловой прогиб ротора, D	мм	0,29

 

 

Заключение

 

Выполнен курсовой проект по расчету паровой однопоточной одноцилиндровой турбины.

В рамках расчета.

1. Определена конструкция турбины, количество нерегулируемых отборов, их параметры, проведена оценка экономичности, построен процесс расширения пара в hs-диаграмме, разработана схема проточной части. При этом турбина имеет 6 нерегулируемых отборов, 21-у ступень, в том числе одну двухвенечную ступень скорости при сопловом регулировании. Расход пара в голову турбины составляет 53,3 кг/с, а внутренний относительный КПД – 81%.

2. Выполнен детальный расчет двухвенечной регулируемой ступени скорости. Построен процесс расширения в hs-диаграмме, треугольники скоростей, определены все технические характеристики ступени, выбраны профили: С9012Б – сопловая решетка; Р2314А – первая рабочая решетка; Р2617А – поворотная решетка; Р3525А – вторая рабочая решетка. Высота лопаток 27, 30, 33 и 37 мм соответственно. Число лопаток. Внутренрий относительный КПД ступени составил 0,79, а внутренняя мощность – 13005 кВт. Выполнен эскиз формы профиля и проточной части ступени.

3. Выполнен детальный расчет первой нерегулируемой ступени. Построен процесс расширения, треугольники скоростей, определены все технические характеристики ступени, выбран профиль (С5515А – сопловая решетка и Р2314Ак – рабочая решетка), определена высота лопаток – 18 и 21 мм соответственно. Число лопаток.

4. Выполнен (укрупнено) расчет последней ступени отсека перегретого пара (15 ступень в примере расчета) для профилирования проточной части турбины и определена высота сопловых и рабочих лопаток – 136 и 140 мм соответственно.

5. Выполнен детальный расчет последней ступени турбины. Построен процесс расширения, треугольники скоростей в трёх сечениях ступени (у корня, в среднем сечении и у периферии), выполнен эскиз крутки лопаток последней ступени. Определен средний диаметр ступени (1611 мм) и другие характеристики. Выбран профиль: С9015Б – сопловая решетка; Р3525Б – рабочая решетка. Определена высота лопаток 500 и 520 мм соответственно. Число лопаток – 71 сопловых и 132 штук рабочих. Внутренний относительный КПД ступени составил 0,66, а ее внутренняя мощность 2609 кВт.

6. Выполнен расчет на прочность рабочих лопаток последней ступени. Определен материал лопаток – сталь 12Х13 – углеродистая жаропрочная хромистая сталь мартенситно-ферритного класса. Показано, что возникающие в лопатках напряжения (осевые и радиальные изгибающие и растягивающие от центробежных сил) составляют 201 МПа и не превышают допустимые в 257 МПа, определенные по временному пределу прочности s_В.

7. Определены характеристики проточной части турбины,выполнен эскиз ротора, его длина составила 5200 мм, а длина проточной части в осях лопаток первой и последней ступени 2600 мм. Масса ротора составила 15700 кг.

8. Проведен расчет первой критической частоты вращения ротора. Она составила 994 об/мин. Тепловой прогиб ротора составил 0,29 мм.

 

 

Литература

 

1. Щегляев А.В. Паровые турбины. – М.: Энергеия, 1976. – 368 с.

2. Трубилов М.А., Арсеньев Г.В., Фролов В.В. и др. Паровые и газовые турбины: Учебник для ВУЗов. Под ред. А.Г.Костюка. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.

3. Кирюхин В.И., Тараненко Н.М., Огурцова Е.П. и др. Паровые турбины малой мощности КТЗ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 216 с.

4. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы: Справочник / Под общ. Ред. Чл.-корр. РАН А.В.Клименко и проф. В.М.Зорина. – М.: Изд-во МЭИ, 1999. – 528 с.

5. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. Ред. А.В.Клименко и В.М.Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

6. Крохин Г.Д. Паровые и газовые турбины тепловых и атомных электростанций: Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию. – Новосибирск: Изд=во НГТУ, 1998. – 186 с.

7. Шляхин П.Н., Бершадский М.Л. Краткий справочник по паротурбинным установкам. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. – 128 с.

8. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 428 с.

 

 

Приложения

Приложение 1

 

Таблица 1