2. Расчет на прочность
2.1. Расчет критической частоты вращения вала
При проектировании паровой турбины необходимо определить критическую частоту вращения вала и сравнить ее с рабочей частотой вращения. Работа турбины на критической частоте вращения или близких к ней частотах недопустима, так как при этом наблюдается резкое усиление вибрации турбины, возможны задевания деталей ротора за статорные элементы, выход из строя подшипников, уплотнений и даже разрушение вала.
Данный расчет критической частоты вращения вала произведен по методу инженера В.В.Звягинцева.
Для многоступенчатого ротора с дисками на двух опорах им рекомендована следующая формула:
,
где d-максимальный диаметр вала, мм; l-расстояние между опорами, м; G-сила тяжести ротора, Н.
d=500мм, l=5,026м, G=83300 H.
c-1
При этом предположено, что вал имеет наибольший диаметр посредине, откуда по направлению к подшипникам диаметр вала постепенно уменьшается.
Погрешность определения nкр по этой формуле составляет 3,5% по сравнению с энергетическим методом.
По величине nкр определяют тип вала и опасную зону его работы. Валы паровых турбин могут иметь критическую частоту вращения как больше, так и меньше рабочей. В первом случае вал называют жестким. Обычно требуется, чтобы критическая частота вращения жесткого вала не менее чем на 20-25% превышала рабочую. Для гибких валов нормальная частота вращения должна быть на 30-40% выше критической. Так как вторая критическая частота вращения для распространенных конструкций дисковых роторов на двух опорах приблизительно в 2,8 раза больше первой критической частоты, то рабочее число оборотов гибкого вала должно быть сопоставлено с обеими критическими частотами.
с-1. Требуется,
чтобы
,
В данном курсовом
проекте:
.
Из этого следует, что рабочая частота
вращения не попадает в опасную зону
работы.
Заключение
В ходе данной курсовой работы был спроектирован ЦВД турбины типа К-200. Было определено количество ступеней, распределение теплоперепада между ними. Был произведен детальный расчет регулирующей и всех нерегулируемых ступеней.
Библиографический список
Проект паровой турбины: методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Энергетические машины” (Часть 2. Паровые турбины ТЭС и АЭС) / Е.В. Урьев, С.В. Жуков. Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2005. 67с.
Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. / Ривкин С.Л., Александров А.А.
Стационарные паровые турбины / А.Д. Трухний. Москва: 1990. 640 с.
Паровые турбины / А.В. Щегляев. Москва: В 2 кн. 1993 г. 384 с.
Паровые и газовые турбины Атлас конструкций. Учебное пособие для вузов. Под ред. д-ра техн. наук проф. С.А. Кантора. Л., «Машиностроение», 1970 г.