Determination of Stress Concentration Factors of a Steam Turbine Rotor Using Finite Element Analysis

Babu, R. Ramesh; Ramana, K. V.; Rao, K. Mallikarjuna

doi:10.3329/jme.v40i2.5355

Cited by 3 publications

(3 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Under power plant operational conditions, a method of evaluating remnant turbine life is discussed. [2] In this paper, the stress concentration factor (SCF) in a steam turbine rotor was investigated using a finite element model because it is important in the design of geometrically complex such as a steam turbine rotor. ANSYS workbench was used to discretize and fine mesh the model using a two-dimensional ax symmetric element.…”

Section: Literature Reviewmentioning

confidence: 99%

Effect of Change in Startup Cycle Time on Transient Thermal Stresses in Steam Turbine Rotor

Nagpure

Nath²

2022

SMSJ

View full text Add to dashboard Cite

During the turbine start stop period, occuring at brief intervals , the temperature of the steam turbine rotor varies. Because of the significant temperature gradients, this shift in temperature causes transitory thermal stresses in the rotor. Changes in material parameters such as thermal expansion coefficient ,modulus of elasticity, thermal conductivity, specific heat, Poisson's ratio, and others cause transient stresses. Thermal and mechanical stresses are applied to the turbine rotor. Before designing the rotor, it is necessary to estimate transient thermal stresses. The finite element study of a 210 MW steam turbine rotor for transient thermal loading is investigated in this paper. 30Cr1Mo1V was used to make the rotor. CAD software (PRO-E) was used to create the high-pressure turbine model. Since the steam turbine shaft (rotor) was symmetric about the axis along which it rotates, the model was solved using a 1 Degree slice model. Ansys 11 was used to investigate the FE model for transient thermal stresses for reduced cold start up cycle. The analysis was carried out for start up cycles of 560, 440 and 320 minutes respectively. The comparative results were studied and it was observed thatalthough the transient thermal stresses in the reduced cold start up cycle of 440 minutes are higher as compared to the transient thermo-mechanical stress value for actual cold start up cycle (560 minutes) but are within safe limits of yield and tensile strength. The thermal stress values for the other reduced cold start up cycle (320 minutes) re quite higher than the allowable yield and tensile strength of the material and hence cannot be considered as feasible start up cycle. Thermal stresses in the transient state were found to be significantly higher than steady state thermal stresses.

show abstract

Section: Literature Reviewmentioning

confidence: 99%

Effect of Change in Startup Cycle Time on Transient Thermal Stresses in Steam Turbine Rotor

Nagpure

Nath²

2022

SMSJ

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Diskontinuitas diameter tersebut merupakan peningkat tegangan yang bersifat lokal atau stress raiser yang dapat memicu kegagalan pada poros [9]. Pada area-area ini, terdapat konsentrasi tegangan yang ditentukan berdasarkan grafik konsentrasi tegangan baik akibat beban torsi (Kts) ataupun beban lentur (Kt) sebagai acuan untuk menentukan daerah mana saja pada poros yang berpotensi menjadi area tegangan maksimum [10].…”

Section: Definisi Material Geometri Dan Beban Porosunclassified

Perancangan Poros Turbin 5 Mw untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

Widodo

Kriscahya

Satrijo

2017

Rot.

View full text Add to dashboard Cite

AbstrakPoros turbin merupakan komponen utama turbin uap pada pembangkit listrik tenaga panas bumi yang berperan untuk mentransmisikan daya atau torsi ke poros generator yang terhubung padanya. Poros turbin didesain untuk mampu menerima beban-beban poros saat poros beroperasi fluktuasi daya pada siklus tertentu. Material yang digunakan pada poros adalah stainless steel karena poros bekerja pada kondisi lingkungan korosif. Tujuan penelitian ini adalah untuk menghasilkan desain poros yang memenuhi persyaratan kelayakan desain berupa ASME Code: Design of Transmission Shaft, AS1170.1, ANSI B4.1-1978 dan aman dalam menerima beban statik maupun dinamik. Perangkat lunak yang digunakan untuk memodelkan dan analisis poros adalah Solidworks 2015 dan ANSYS 16. Konsep desain terdiri dari 6 model poros dengan variasi fillet dengan material Stainless Steel jenis AISI 410. Model poros 6 adalah desain poros yang dipilih karena tegangan Von Mises poros 124,49 MPa dengan faktor keamanan statik 2,48 dan tegangan geser maksimumnya senilai 66,01 MPa sudah memenuhi syarat kode ASME. Defleksi poros sebesar 1,3 mm memenuhi persyaratan AS1170.1 dengan ukuran interferensi radial yang digunakan sebesar 0,2 mm sesuai dengan ANSI B4. . Faktor keamanan lelah (fatigue) poros dari awal operasi sampai overhaul adalah 0,81. Meskipun demikian, diagram S-N menunjukkan bahwa umur poros berdasarkan siklus dari awal operasi sampai overhaul mencapai 2,9 x 10 5 siklus.Kata kunci: poros, turbin uap, stainless steel, torsi, defleksi, fatigue. PendahuluanEnergi panas bumi atau dikenal juga dengan energi geothermal adalah salah satu energi terbarukan yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi gas rumah kaca yang sedikit sekali. Indonesia adalah salah satu negara dengan potensi atau sumber panas bumi yang besar. Secara geografis, Indonesia merupakan negara yang dilintasi oleh jalur gunung berapi. Dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan yang tidak demikian. Menurut data PT. Pertamina Geothermal Energy, sebanyak 40% potensi panas bumi dunia dimiliki oleh Indonesia. Sumber-sumber panas bumi tersebut tersebar di 276 lokasi di Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara, Maluku, bahkan sampai ke Papua. Tidak heran hal ini membuat Indonesia berada di peringkat ketiga setelah Amerika Serikat dan Filipina dalam pemanfaatan energi panas bumi menjadi sumber pembangkit listrik. Indonesia, dalam kebijakan energi nasional, menargetkan penggunaan energi terbarukan sebesar 23% pada tahun 2025 dan 31% pada tahun 2050. Pada tahun 2015, Indonesia baru berhasil memanfaatkan sekitar 5% dari potensi panas bumi yang dimiliki. Tentu untuk mencapai target tersebut memerlukan proses yang panjang. Pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi selalu memerlukan pengkajian [1].Proses pengolahan energi panas bumi menjadi energi listrik adalah melalui beberapa tahap rangkaian. Salah satunya adalah tahap mengalirnya uap hasil pemanasan air oleh panas bumi, yang mengalir menuju ke turbin uap melewati separator supaya menjadi uap kering. Aliran uap kering yang masuk ke turbin uap ...

show abstract

“…The glass electrode was equilibrated in a well stirred PG-water mixture containing an inert electrolyte. The effect of variations in asymmetry potential, liquid junction potential, activity coefficient, sodium ion error and dissolved carbon dioxide on the response of glass electrode were accounted for in the form of correction factor (Babu et al, 2001) which was computed from the experimental and simulated acid-base titration data calculated by SCPHD program (Rao, 1989). A correction factor was applied to the pH meter dial readings to account for the solvent effect on the pH.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Speciation of ternary complexes of lead(II), cadmium(II) and mercury(II) with L-dopa and phenanthroline in propanediol-water mixtures

Padmaja

2012

Chemical Speciation & Bioavailability

View full text Add to dashboard Cite

The formation constants of ternary complexes of title systems have been determined pH-metrically in biologically relevant conditions at an ionic strength of 0.16 mol dm -3 and 303 K. The overall stability constants have been evaluated using MINIQUAD75 computer program. The complexation equilibria have been derived on the basis of species distribution diagram. In the present study L-Dopa and 1, 10-phenanthroline are found to be compatible ligands, proving greater stability of ternary complexes as compared to binary ones. The trend in variation of stability constants with change in dielectric constant of medium is explained on the basis of electrostatic and non-electrostatic forces. Distributions of the species with pH at different compositions of propanediol-water mixtures are also presented. The factors responsible for the compatibility of both the ligands have also been discussed.

show abstract

Determination of Stress Concentration Factors of a Steam Turbine Rotor Using Finite Element Analysis

Cited by 3 publications

References 0 publications

Effect of Change in Startup Cycle Time on Transient Thermal Stresses in Steam Turbine Rotor

Effect of Change in Startup Cycle Time on Transient Thermal Stresses in Steam Turbine Rotor

Perancangan Poros Turbin 5 Mw untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

Speciation of ternary complexes of lead(II), cadmium(II) and mercury(II) with L-dopa and phenanthroline in propanediol-water mixtures

Contact Info

Product

Resources

About