Ц.8.4 Определение потерь на трение в подпятнике

Наиболее приемлемым способом определения потерь на трение в подпятнике является калориметрический метод, т.е. определение потерь, уносимых охлаждающей водой. Для этого необходимо знать расход вода, проходящей через маслоохладители подпятника, и тем­пературу воды на входе и выходе из них. Потери р_к (кВт) вычис­ляются по формуле

где Q - расход вода, л/с; .

γ - плотность воды, г/см³ (берется для температуры, при которой производятся измерения);

с - удельная теплоемкость вода (практически она состав­ляет 1,0 ккал/(кг-град);

Т₁и Т₂ - температура вода соответственно на входе в масло­охладители и выходе из них,°С.

Расход воды удобно измерять с помощью счетчиков вода типа ВТ или сужающего устройства (диафрагмы), врезаемых в трубопровод подвода или отвода вода. Счетчик дает непосредственно объем вода, проходящей по трубопроводу в единицу времени и не требует калиб­ровки. Счетчики вода выполняются с диаметрами условного прохода от 50 мм и выше и должны устанавливаться в горизонтально»! поло­жении на прямом участке трубопровода. Прямой участок трубопрово­да должен иметь длину 8-Ю диаметров перед и 3-5 диаметров за счетчиком.

Стандартные диафрагмы при диаметре трубопроводов от 50 мм и выше также не требуют калибровки. По падению напора на диафраг­ме, измеренному с помощью дифманометра, производится вычисление расхода Q м³/ч

где d - диаметр диафрагмы, м;

h - показания дифманометра, м;

γ - плотность воды, г/см³;

α - коэффициент расхода.

Правила, которые нужно соблюдать при измерении расхода во­ды с помощью диафрагмы, конструкции и размеры диафрагм, коэффи­циенты расхода и другие вопросы приведены в "Правилах измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами: РД 50-213-80".

Измерение температуры воды T₁ и T₂ должно производиться тер­мометрами с ценой деления 0,1°С, имеющими поверочные свидетельст­ва с поправками. Термометры устанавливаются в карманы, врезанные в трубопроводы подвода и отвода воды. Измерения производятся в установившемся тепловом режиме. Для увеличения точности измере­ний целесообразно производить их при пониженном расходе воды, так как при этом увеличивается разница температур воды на входе и выходе.

При определении потерь калориметрическим способом разница температур масла в ванне подпятника и воздуха, окружающего масло- >г ванну, не должна быть больше 5°С. При большей разнице следует учитывать потери, отводимые через стенки маслованны путем тепло­проводности. Для определения этой части потерь необходимо знать температуру внутренней и наружной поверхности стенки маслованны. Потери через стенку маслованны Р_СТ (Вт) вычисляются по формуле

где λ - коэффициент теплопроводности материала маслованны, Вт/(м*град);

t_В - средняя температура внутренней поверхности стенки маслованны, °С;

t_H - средняя температура наружной стенки маслованны, °С;

δ - толщина стенки маслованны, м;

F - общая площадь поверхности стенок маслованны, м.

Температура внутренней и наружной поверхности стенки маслованны должна быть измерена в нескольких местах и должно быть вычислено среднее значение. При измерении температуры поверхнос­ти стенки ванны головки термопар или термосопротивления должны быть хорошо изолированы от масла внутри ванны и от воздуха сна­ружи, т.е. должна измеряться строго температура поверхностей стен­ки и должно быть исключено влияние температуры масла и воздуха -на показания термодатчиков.

Потери на трение в подпятнике (Р) определяется как сумма потерь с водой и потерь через стенки маслованны:

Ц.8.5 Измерение биения зеркальной поверхности диска

Для измерения биения зеркальной поверхности диска обычно применяют безконтактные датчики малых перемеще­ний (вихретоковые или индуктивные). Они устанавливаются в межсегментном канале на неподвижной части подпятника

При испытаниях устанавливается четыре датчика: три на одном радиусе у наружного края, в середине и у внутреннего края диска и один - на противоположном радиусе - у наружного края диска.

Зазор между датчиками и зеркальной поверх­ностью диска на остановленном гидроагрегате должен быть 2,5 – 3 мм.

Ц.8.6 Определение коэффициента трения в подпятнике при трогании.

Для определения коэффициента трения в подпятнике в момент трогания необходимо знать нагрузку на подпятник и момент сил со­противления. Нагрузка на подпятник складывается из массы ротора гидроагрегата и осевого гидравлического усилия, которое может быть определено по растяжению вала гидроагрегата. Момент сил со­противления при трогании ротора гидроагрегата (т.е. при срыве диска пяты с сегментов) равен моменту приложенных сил и может быть определен по скручиванию вала (запись крутящего момента на валу). Для измерения осевого гидравлического усилия и крутящего момента на валу на вал между рабочим колесом турбины и ротором генератора наклеиваются тензометры сопротивления: для измерения осевого усилия - два вдоль вала (рабочие тензометры) и два попе­рек (компенсационные тензометры); для измерения крутящего момен­та - все четыре тензометра под углом 45 . К оси вала и под углом 90° один к другому (рис.7). Тензометры собираются в мостовые схе­мы. Чтобы избежать влияния изгибных деформаций, которые могут исказить деформации кручения и растяжения вала, два тензометра из каждого моста (рабочий и компенсационный) наклеиваются на одной стороне вала, а два других - на диаметрально противополож­ной стороне. Снятие показаний осуществляется с помощью токосъема. Для определения коэффициента трения достаточно записывать изме­нение осевого гидравлического усилия и крутящего момента только до трогания ротора агрегата. В этом случае можно обойтись без то­косъема, а лишь с помощью штыревого разъема, одна половина кото­рого с проводами от тензометров закрепляется на валу, а другая находится на конце проводов, идущих к записывающему устройству. Перед пуском собранная на валу схема подсоединяется к записывающему устройству через шты­ревой разъем. Провода, идущие от разъема на валу, привязываются к неподвижной детали и имеют некоторую слабину. При пуске гидро­агрегата и повороте вала на небольшой угол происходит выдергива­ние штыревого разъема.

Кроме осевого гидравлического усилия и крутящего момента на валу необходимо регистрировать момент, когда происходит трогание ротора гидроагрегата (с помощью контактной щетки или дру­гим способом).

Коэффициент трения при трогании f вычисляется по формуле

где М - крутящий момент при трогании Н*м ;

Р₂ - осевое гидравлическое усилие при трогании, H;

G - масса ротора гидроагрегата, Н ;

R_T- радиус трения (равен радиусу окружности опорных бол­тов подпятника),м.

Определение напряжений растяжения вала σ производится с помощью эталонной балки равного сопротивления, а переход от на­пряжений к усилию по формуле (I), как изложено в разделе Ц.8.1. Определение касательных напряжений кручения вала τ производится также с помощью эталонной балки равного сопро­тивления, а переход от деформаций к моменту кручения М(Н*м) по формуле

где W - полярный момент сопротивления, м³.

D_H и D_ВH соответственно - наружный и внутренний диаметры ва­ла, м.

При определении коэффициента трения трогания в подпятниках генераторов подвесного типа целесообразно наклеивать тензометры на вал между ротором генератора и подпятником. В этом случае имеется возможность калибрования схемы измерения осевого усилия массой ротора гидроагрегата, а записываемый в этом месте вала крутящий момент является непосредственно моментом сил сопротив­ления в подпятнике. В момент трсгания он достигает наибольшего значения, а затем резко уменьшается. При такой записи не тре­буется отдельно определять, в какой момент происходит трогание ротора гидроагрегата. Точность определения коэффициента трения в этом случае выше.