汽轮机转子临界转速的仿真分析与验证-豆柴文库

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汽轮机转子临界转速的仿真分析与验证 I.Introduction Steamturbineisacrucialcomponentinapowergenerationsystem.Thereliableandefficientoperationofasteamturbinedependslargelyonthedesignoftherotoranditscriticalspeed.Thecriticalspeedistherotationalspeedatwhichtherotorexperiencesresonanceandvibrationthatcanleadtocatastrophicfailure.Therefore,theanalysisandvalidationofthecriticalspeedofasteamturbinerotorareextremelyimportant. Inthisstudy,wewillanalyzeandvalidatethecriticalspeedofasteamturbinerotorthroughsimulation.Throughsimulation,wewillexaminethestructuralcharacteristicsoftherotorandthesurroundingenvironment,andidentifytheinfluentialfactorsthataffectthecriticalspeed.Then,wewillvalidatethesimulationresultsthroughphysicalexperiments,toensuretheaccuracyandreliabilityofthesimulationmethod. II.SimulationAnalysis 2.1Problemformulation Theobjectiveofthisstudyistoanalyzeandvalidatethecriticalspeedofasteamturbinerotor,andidentifythefactorsthatinfluencethecriticalspeed.Therotormodel,whichcomprisesashaftandblades,ismodeledasadynamicsystem.ThesimulationisconductedusingANSYSWorkbench,whichisafiniteelementanalysissoftware. 2.2Rotormodeling TherotormodeliscreatedusingtheANSYSDesignModelermodule.Therotorismodeledasa3Dsolid,comprisingashaftandblades.Theshaftismodeledasacylindricalshape,andthebladesaremodeledasthinandcurvedcantilevers.ThefiniteelementmeshisgeneratedusingtheANSYSMeshingmodule,andthemeshdensityisadjustedtoensureaccuracyandcomputationalefficiency. 2.3Materialpropertiesandboundaryconditions Thematerialpropertiesoftherotorareassignedbasedontheactualmaterialusedinsteamturbinerotors,suchasstainlesssteel.Theboundaryconditionsforthesimulationarealsoassignedbasedontheactualoperatingconditionsofsteamturbines,suchastherotationalspeedandthesteamflowrate. 2.4Simulationresults Thesimulationresultsrevealthecriticalspeedoftherotor,aswellasthedeflectionandstressdistributionofthebladesatdifferentrotationalspeeds.Theresultsalsoshowtheinfluenceofthebladegeometryandmaterialpropertiesonthecriticalspeed. III.Validat

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