АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЛОПАТОК ОСЕВЫХ ТУРБИН

Лопатки турбин подвергаются действию центробежных сил собственной массы, массы бандажа и скрепляющей проволоки, а также действию пара, протекающего через каналы, образованные ло­патками.

Профильную часть лопаток рассчитывают на разрыв от действия центробежных сил и на изгиб как от действия давления пара, так и от действия центробежной силы, если радиус, проведенный через точку ее приложения, не совпадает с центром тяжести рассчитываемого се­чения лопатки.

Хвостовик лопаток рассчитывают на разрыв в наиболее опасном сечении, а также на срез и смятие. Бандаж лопаток рассчитывают на изгиб от действия центробежной силы и на отрыв от лопаток. Так как лопатки во время работы имеют температуру свыше 400— 500° С, то их рассчитывают и на ползучесть, т. е. на величину пласти­ческой деформации, возникающей в лопатке даже при напряжениях меньших, чем предел текучести, но при высоких температурах и про­должительном времени действия усилия.

51. Расчет профильной части лопатки на разрыв

 

Напряжение разрыва основания лопатки с постоянным повысоте профилем (рис. 31) определяют по формулам: в единицах СИ

 

в единицах системы МКГСС

Здесь ρ — плотность материала лопатки, кг/м3;

u — окружная скорость на среднем диаметре ступени, м/с.

v — отношение среднего диаметра ступени к длине лопатки;

γ — удельный вес материала лопатки, кг/см3;

g — 9,81 м/с2 — ускорение земного тяготения.

Для лопатки с переменным профилем (рис. 82) его напряжениерассчитывают по формулам: в единицах, СИ

 

 

в единицах системы МКГСС

 

 

Здесь Mn =fб/fо, a f0—площадь поперечного сечения лопатки у ос­нования, м2; fб — площадь поперечного сечения лопатки у бандажа, м2.

С учетом центробежных сил масс бандажа и скрепляющей проволо­ки растягивающие напряжения увеличиваются. Если объем бандажа

обозначить через V6 на длине одного шага лопаток, а соответствующий объем скрепляющей проволоки — через Vn, то дополнительные на­пряжения растяжения будут:

а) за счет центробежных сил бандажа

или

 

б) за счет центробежных сил скрепляющей проволоки

или

 

 

Здесь rб и rп — радиусы бандажа и проволоки (рис. 32).

Суммарное напряжение разрыва основания лопатки определяют по формуле:

 

52. Расчет на изгиб одиночной лопатки

 

На рабочие лопатки турбины действуют окружное рокр и осевое Р0c усилия пара, величину которых рассчитывают по формулам:

в единицах СИ

 

 

в единицах систем МКГСС

 

Здесь G — секундный расход пара в ступени, кг/с;

ε — степень парциальности;

z — число рабочих лопаток в ступени;

с и с2u — проекции абсолютных скоростей с1 и с2 на окружное

направление, м/с;

c1a и c2a — проекции абсолютных скоростей на осевое направ­ление, м/с;

p1 и p2 — давление пара до и после рабочих лопаток, н/м3 (кгс/см2);

t — шаг решетки, м (см);

l — высота лопаток, м (см);

g — 9,81 м/с2 — ускорение земного тяготения.

Рис. 31. К расчету на разрыв лопатки пере­менного профиля

Рис. 32. К расчету на разрыв лопатки постоянного про­филя

При расчете усилий по этим формулам выбирают такой режим работы турбины, при котором окружное усилие максимально.

Для большинства ступеней турбины таким режимом является ре­жим максимальной нагрузки на турбину. Для первой ступени турби­ны с сопловым регулированием наиболее опасным является режим, соответствующий полному открыванию первого соплового клапана (остальные клапаны закрыты), когда ступень работает с большим теплоперепадом и малой степенью парциальности. Это видно из урав­нения работы, развиваемой одной лопаткой, если решить его отно­сительно Pокр:

 

 

 

 

или

 

где h0 — теплоперепад, кДж/кг (ккал/кг).

Равнодействующую окружного и осевого усилий находят по фор­муле

 

 

Рис. 33. К расчету геометрических характеристик реше­ток

 

Лопатку можно рассматривать как консольную балку с жестко заделанным концом и нагруженную равномерно распределен­ной нагрузкой

 

 

Максимальным изгибающим моментом для профильной части ло­патки будет изгибающий момент у основания лопатки.

 

Максимальное изгибающее напряжение на входных и выходных кромках лопатки, а также на ее спинке определяют по формулам

 

 

где W сп x1x1, — момент сопротивления сечения профиля лопатки у ее основания относительно оси х1х1 (рис. 33), проходящей через центр тяжести профиля параллельно хорде b (для кромки лопатки);.

W сп x1x1, —то же, для спинки лопатки.

Эти величины либо берут из атласа Дейча М. Е. (если профиль лопатки был выбран из атласа), либо рассчитывают, пользуясь мето­дом, изложенным в книге Г. С. Жирицкого «Конструкция и расчет на прочность деталей паровых турбин» (М., Госэнергоиздат, 1960, с. 51).

 


Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 1002 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.005 сек.)