叶轮轴向力计算
发电机叶轮力矩计算
发电机叶轮力矩的计算涉及多个因素，包括叶片的转动力矩、风速、叶轮尺寸和叶片数量等。
以下是具体的计算方法：
1. 总转动力矩的计算：总转动力矩是所有叶片的转动力矩之和，其计算公式为T=Qn，其中T 为总转动力矩，n 为叶轮的叶片数。
2. 叶片转动力矩的计算：叶片的转动力矩可以通过以下公式计算：M=1/2*ρ*V^2*A*Cp，其中M 为叶片的转动力矩（N·m），ρ 为空气密度（kg/m³），V 为风速（m/s），A 为叶片面积（m²），Cp 为风能转化系数，即叶轮效率。
3. 叶轮功率的计算：叶轮的功率可以通过以下公式计算：功率= (转矩×角速度)/2π，其中转矩是指叶轮所承受的力矩，单位是牛顿米，角速度则是指叶轮每秒转过的弧度数，单位是弧度/秒。
因此，叶轮的功率与叶轮所受到的力矩和旋转速度成正比。
在实际计算中，需要根据具体的发电机型号和工作环境参数，结合上述公式进行计算。
同时，也需要注意各种影响因素，如风速、叶轮尺寸和叶片数量等，以确保计算结果的准确性。
多级离心泵轴向力及平衡鼓尺寸计算研究
引言
由于压差力和动反力等因素的共同作用，离心 泵叶轮会受到从后盖板指向前盖板的轴向力，尤其 对于单向排列的多级泵来说，叠加而成的轴向力对 泵组的可靠运行影响巨大切。平衡鼓与推力盘的组 合是目前业内经常采用的一种平衡轴向力的方法， 然而，由于结构复杂、参数众多、计算繁琐，传统 的轴向力以及平衡鼓尺寸计算公式在精度上并不能 满足生产需要。而不佳的平衡鼓尺寸选择往往会导 致泵在运行过程中轴向窜动过大、推力轴承烧瓦等 事故。因此，一套准确、便捷的轴向力与平衡鼓尺 寸计算方法对于工程生产来说十分必要。
式中，t为叶轮到泵壳或导叶的间隙值。 求解方程（1）可得
1单级叶轮轴向力计算公式
1.1基本量
图1为一叶轮轴向剖面简图，各直径尺寸如图 所示，令其所对应的半径值分别为心,、R”、&、 尺2、R。、心,进而可得到液体进入叶轮入口的截 面积令=77（疋-用）。
此外，令泵的级数为N、流量为9、转速为3, 扬程为H。为简便起见，以下均用扬程当量来代表 压强，即用h =p/pg来代替P,其中P为液体密度， g为重力加速度。在叶轮出口处，液体周向流速等
£"=//• — £ D严
)=1
(13)
2平衡鼓尺寸的计算
III
图3产生压差的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个部分
图4为末级叶轮与平衡鼓的结构简图，其中区 域IV内流体已不再满足牛顿粘性定律的使用条件,
因此无法继续假定该区域内液体的平均转速为 3/2。鉴于其压强分布的复杂程度，本文直接计算
末级叶轮与平衡鼓所产生的总轴向力，从而把第IV 区域内产生的轴向力转化为系统内力，以避开此部
于叶轮转动速度，即“2=3^2。
涡轮增压器转子涡轮级气动轴向力数值计算
涡轮增压器转子涡轮级气动轴向力数值计算何嘉伟;王强;李书奇;张继忠【摘要】应用计算流体动力学软件CFX,以某柴油发动机的涡轮增压器涡轮级为研究对象,对其进行了轴向力传统理论计算与数值模拟计算.计算出不同发动机折合转速下涡轮端轴向力的大小,并与传统计算方法进行对比,通过对窄缝间隙的流场分析,找出两者之间差异的原因.研究结果表明,随着增压器转子转速增加,涡轮端轴向力合力越来越大,且两种计算方法结果差异随之减小,由最大值146.314N减至125.4N,减小了14.3％;研究密封环间隙、叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶顶间隙对轴向力影响比密封环间隙小0.155～2.955N,并且发现在整个计算的过程中,传统计算给予的假设近乎理想状态,并非实际情况.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P196-199,203)【关键词】涡轮增压器;涡轮系统;转子轴向力;窄缝间隙;数值模拟【作者】何嘉伟;王强;李书奇;张继忠【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,山西太原 030051;中北大学机械与动力工程学院,山西太原 030051;中国北方发动机研究所,天津 300400;中国北方发动机研究所,天津 300400【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言涡轮增压器是发动机的重要组成部分，发动机在实际工作的过程中，止推轴承结构是承担增压器压气机级与涡轮级气体压力作用的关键部件，该作用力的合力即为转子轴向力。
由于车用涡轮增压器通常在变工况条件下工作，叶轮两侧的压力变化频繁，造成止推轴承承载载荷随之频繁变化，特别是在排气脉冲条件下更加复杂[1]，因此，增压器轴向气动作用力计算分析是止推轴承设计的必要环节，它的合理性、准确性，关系着涡轮增压器的使用寿命和工作效率。
对于轴向力的计算，人们通常在某一确定工况下进行，由于轴向力的计算多样化[2－3]，结果也千差万别[4]。
文献[5]运用 NUMECA 中计算软件FINE/TURBO分别对涡轮增压器的压气机端、涡轮端进行了流场分析，并对轮背间隙处流场进行了计算，将压气机和涡轮叶轮的表面及背面压力分布进行积分，最终得到轴向力；文献[6]对不同工况下的计算，得到增压器转子轴向力随转速变化的一般规律，并利用数值模拟计算结果，对涡轮增压器止推轴承设计进行了校核。
离心泵叶轮轴向力及其平衡计算程序
某300MW机组供热改造轴向推力计算模型
某300MW机组供热改造轴向推力计算模型管伟诗1，梁志伟1，党丽丽2（1.哈尔滨电气集团电站服务事业部，哈尔滨150028；2.哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）摘要：300MW等级火电机组实施供热改造后，汽轮机部分通流级数承受压差改变，因此会对汽轮机转子的推力产生较大影响。
为保证机组的安全，在改造前建立正确的力学模型，进行分析核算。
文中以国内某300MW机组由纯凝机组改造为回转隔板供热抽汽为例，介绍了供热改造后汽轮机推力计算分析模型。
关键词：汽轮机；通流；供热；推力计算中图分类号:TK263.1文献标志码:A文章编号：1002-2333（2021）06-0155-03 Introduction of Axial Thrust Calculation Model for a300MW Unit Heating TransformationGUAN Weishi1,LIANG Zhiwei1,DANG Lili2(1.Power Station Services Division of Harbin Electric Corporation,Harbin150040,China;2.Harbin Turbine Works Co.,Ltd.,Harbin150040,China)Abstract:After the implementation of heat supply reform for300MW Thermal power units,the pressure difference of some flow passage stages of steam turbine changes,which will have a great impact on the thrust of steam turbine rotor.In order to ensure the safety of the unit,this paper establishes the correct mechanical model and carried out analysis and calculation before the transformation.Taking a300MW unit transformed from a pure condensing unit into a rotary diaphragm heating and extraction unit as an example,the calculation and analysis model of steam turbine thrust after heat supply transformation is introduced.Keywords:steam turbine;through flow;heating thrust;calculation0引言随着我国经济的迅速发展，工业及民用电负荷的不断增长。
离心泵轴向力的产生及平衡措施
离心泵轴向力的产生及平衡措施许华峰【摘要】分析离心泵轴向力产生的原因,根据具体实际情况采用平衡措施,有效减少泵的故障,为装置平稳运行创造有利条件,同时也降低了维修成本.【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】3页(P61-63)【关键词】轴向力;平衡措施;轴向力计算【作者】许华峰【作者单位】山东天弘化学有限公司,山东东营 257000【正文语种】中文【中图分类】TH311离心泵在运转时产生轴向力，流体作用在转子上的轴向力主要是由于其作用在叶轮两侧的压力分布不对称而引起的，此轴向力在工况稳定的情况下是一定值，即静态轴向力，设计时一般采用平衡装置将其平衡掉，剩余部分由止推轴承承担；而实际上，作用在止推轴承上的轴向力并不是固定不变的，运行工况、密封间隙、制造及装配误差等因素均会引起轴向力的变化，轴向力的变化部分称之为动态轴向力，而它是平衡装置无法平衡的。
加上各种轴向力计算公式理论上都存在着误差，静态轴向力的平衡也是不准确的。
这两方面是引起泵本身及电动机损坏的主要原因，极易造成作用在止推轴承上的轴向力过大或过小，轴向力过大则造成烧瓦、断轴、密封隔板的损坏或增大止推轴承的摩擦，主轴、叶轮向进口方向移动致使叶轮与泵壳发生摩擦，电动机负载加大；如果轴向力过小，则会引起转子的前后窜动。
1.轴向力的产生在离心泵中液体是在低压力P1下进入叶轮，而在高压力P2下流出叶轮。
由于出口压力大于进口压力及叶轮前后盖板的不对称，使得叶轮两侧所受的液体压力不相等，因而产生了轴向推力，如图1所示。
从图1可以看出，作用在叶轮右边的压力为:P右=πr22P2;作用在叶轮左边的压力为：P左=πr12P1+π（r22-r12）P2。
式中r1、r2为叶轮的内、外圆半径，ΔP=P右+P左=πr12（P1-P2）。
因P2＞P1，故ΔP是正值。
因此当离心泵运转时总有一个沿轴并指向吸入口的力作用在转子上。
叶轮入口部位是低压，而出口及叶轮背部是高压，在叶轮的前轮盖和后轮盖之间形成压差，这个压差就形成了轴向力。
汽轮机原理3.5多级汽轮机轴向推力
三、极限功率一、轴向推力：（一）冲动式汽轮机的轴向推力（二）反动式汽轮机的轴向推力二、轴向推力的平衡一、轴向推力：1、作用在动叶上的轴向推力：F Iz 2、作用在叶轮面上的轴向推力：F IIz )]([4][4][4222212222212)()()(p p d l d Fd d p d l d p d l d F d II Zd IIZ b m d b m b m --===---=---πππ（一）冲动式汽轮机的轴向推力：)()()()sin sin (2221221212211p p l d F p p p p pp p p p p l d c c Fpbm I zppb m I zp G -=-=-=∆--=-+-=ΩΩΩππαα压力反动度：3、作用在轴的凸肩上的轴向推力隔板轴封漏汽量、平衡孔漏汽量、动叶根部漏入漏出蒸汽量；泵浦效应；G l 1G l 2G l 3ΩΩΩ<<m p d ∑∑∑∑++=++=nn n nIIIzII zIzzIIIzII zI zzF FF F F F F F 1111（二）反动式汽轮机的轴向推力：)(][4202222)(p p d l d F pp p pd IIZ ddb m --=--=Ω-Ω 叶轮反动度：１、作用在叶片上的轴向推力；２、作用在轮鼓锥形面上的轴向推力；３、作用在转子阶梯上的轴向推力。
二、轴向推力的平衡：1、平衡活塞法（有图）2、反向布置法（有图）3、止推轴承4、平衡孔（有图）——三、极限功率：1、定义：在一定的初终参数和转速下，单排汽口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率，称为极限功率。
2、提高单机最大功率的途径：（1）采用高强度、低密度材料；（2）增加排汽口；（3）采用低转速；（4）提高初参数、降低终参数。
半开式离心叶轮轴向力数值计算及平衡方法
轮背部空腔的模型求解，NUMECA 的监测器读出的轴向推力是错误的。同时，带轮盘空腔模型计算时默认的旋转
域和旋转壁面也将得到错误的轴向力。文中给出了正确的轴向力求解方法，并以此进行了轴向力平衡设计的验证
计算。模型原始轴向推力正确值应该在 9000N 以上，通过平衡后降低至 5000N 以下，满足实验台推力轴承 8000N
的承受上限。实验过程中轴承振动和温度均没有升高，证明轴向力平衡方案有效。
关键词：半开式离心叶轮；轴向力；数值模拟；平衡方法
中图分类号：TH452；TK05
文章编号：1006-8155-(2021)Z1-0038-07
文献标志码：A
DOI：10.16492/j.fjjs.2021.Z1.0006
Numerical Simulation of Semi-open Centrifugal Impeller Axial Thrust and Balance Method
Байду номын сангаас
第 63 卷，2021 年第 Z1 期 Vol.63, 2021,No.Z1 Chinese Journal of Turbomachinery
中对轴向推力的计算不准确造成的[1]，但是也有部分原 因是高压比离心压气机轴向力逼近轴承设计极限造成 的，因此对轴向推力进行平衡和准确的计算轴向推力同 等重要。
0 引言
离心压气机在工业领域的应用十分广泛，因此离
心压气机的安全运行至关重要。在离心压气机的启停 和运行过程中，最常见的故障就是推力轴承磨损或推 力轴承温度过高。这种故障多数情况是由于设计过程
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目前较为广泛应用的离心叶轮轴向力计算公式[2] 主要是针对闭式叶轮[3]和水泵[4-6]的，而对半开式叶轮的 轴向推力尚无可靠理论公式或经验公式进行计算。闻 苏平[7]，王维民 等 [8] 对离心压缩机轴向推力的组成进行 了详细分析，并进行了数值模拟计算，高金吉[9]等对一 台工程运行中的压气机报警信息进行排查的过程中发 现了压气机原始设计中轴向力核算的错误，并以此进行 了重新计算，提出了两种轴向力平衡方法。但是这些数 值计算未考虑叶轮背部的空腔区域影响。在此基础上， 孙志刚[10-11]通过对离心压气机轮盘空腔耦和流场进行 的计算分析给出了轮盘空腔内的基本流场结构和动力 特性。着重分析了不同工况下和泄漏模式下压气机在 效率、功率和轴向力方面所受到的影响。鉴于轴向推力 主要是由于叶轮前后的压力差所引起的，因此进行叶轮 背部空腔的耦合计算十分必要。李庆斌 等 [12] 在对一个 涡轮增压器的计算中，将叶轮背部空腔简化为一个封闭 的腔体进行计算，但是其侧重点是探究叶轮出口形状对 压气机效率等的影响，在对轴向力的计算中仅作指向性 分析，并未能准确计算。席光[13]等对一台 CO2离心压气 机的计算中采用理论公式对闭式叶轮的轴向力进行了 计算，指出压气机密封间隙对于轴向力有很大的影响作 用。李常[14]有等从反方向入手，指出可以通过检测轴向 推力的方式来预测离心压气机的级密封状态。