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 | Lполн | ||
| Радиус, ri | м | 0,1 | 0,14 | 0,18 | 0,2 | 0,24 | 0,26 | 0,3 | – | ||
| Масса, mi | кг | mротор | |||||||||
| Момент инерции, Ji | кг/м2 | 0,24 | 0,56 | 2,57 | 5,09 | 5,68 | 7,83 | 11,9 | Jротор |
* заполнено по примеру эскиза на рис.15
Для рассматриваемого примера
mротор=15700 кг; Jротор=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); Dt, °С – перепад температур, возникающий в теле металла при прогреве турбины (определяет условия прогрева и в приближенных расчетах допустимо принимать Dt»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, mротор | кг | ||
| Момент инерции ротора, Jротор | кг/м2 | ||
| Коэффициент жесткости ротора, с | – | 0,17×109 | |
| Критическая угловая скорость вращения ротора, wкр | рад/с | 16,57 | |
| Первая критическая частота вращения ротора, nкр | 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 sВ.
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