Задача по "Паровой турбине"

     Определить  максимальный момент на валу паровой  турбины, необходимый для расчета  фундамента и усилий на анкерные болты  крепления генератора. 

ПОЯСНЕНИЕ К РЕШЕНИЮ: 

     Согласно  формуле W=F×S, работа равна произведению момента силы на перемещение. Это справедливо и в случае вращательного движения.

Если

W - совершенная работа,

     F - постоянная по величине сила, действующая по касательной к вращаемому телу,

S - перемещение точки по периферии вращающегося тела,

М - момент силы,

Y - угловое перемещение тела, то

W = M×Y,  где 

S = Y×r,

       F=M/r

r - расстояние от центра вращения до места приложения силы. На основании изложенного можем написать:

W = F×S =(M/r)×φ×r или

W_{энергии} =M×φ.

     Работа  при вращательном движении равна  произведению момента силы на угловое  перемещение.

     Тогда момент на валу турбины (жестко связанного с валом ротора генератора) определится из выражения:

     M=W/φ,  где 

     W(Дж) - энергия на валу турбины, вырабатываемая в течение часа,

φ(рад = 1) - угол поворота вала турбины в рад за 1 час.

     M --(H×M)

     При расчете принять число оборотов паровой турбины равным 3000 об./мин 

     На  рисунке 4 схематически изображен генератор  и паровая турбина совместно  с генератором. 

Дано:

Q_турб=436,798×10⁶ кКал (потребленная энергия пара за 1 час).

n=3000 об./мин (число оборотов паровой турбины).

r=2 (расстояние от точки крепления болта до оси вращения вала генератора). 

Решение: 

     φ=3000×60×2π  рад=3000×60×2π×3,14=1130400 (рад).

     W _турб=436,798×10⁶ кКал×4,19×10³Дж=1830,18×10⁹ Дж.

     М=1830,18×10⁹ Дж/1130400 рад=1619,05×10³ Н/м (момент силы).

Определим  силу, действующую по касательной к  вращающемуся телу

     F=1619,05×10³ Н/м/2м=809,525×10³ Н