Расчет турбоагрегата К-160-130
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? энергии на сопловой решетке%9,0008,1877,5186,87830Коэффициент потери скорости в сопловых каналах-0,9540,9580,9610,96531Действительная скорость потока на выходе из соплового каналаС1м/с318,2327,4326,4322,132Уточненная потеря в соплахкДж/кг5,0114,7844,3343,83533Уточненное значение удельного объемаV1м3/кгснимаем с h-s диаграммы0,03770,045320,05340,06434Уточненное значение высоты выходных кромок сопловых каналовl1м0,0210,0250,0290,03535Число сопловых каналовZ1шт.76777777Расчет рабочей решеткипервое приближение36Относительная скорость входа потока на рабочую решеткуW1`м/сснимается с треугольника скоростей ступени181,0189,4187,8182,937Относительный угол входа потока на рабочую решеткуградснимается с треугольника скоростей ступени27,4026,5826,7327,1138Коэффициент потери скорости на рабочей решетке-принимается0,960,960,960,9639Относительная скорость потока на выходе с рабочей решетким/с213,3224,2227,3222,940Теоретическая относительная скорость потока на выходе с рабочей решеткиW2tм/c222,2233,6236,8232,241Скорость звука на выходе из рабочей решеткиa2м/с668,5672,8654,1640,042Число Маха, соответствующее условиям истечения из каналов рабочей решеткиM2t-0,3320,3470,3620,36343Оптимальный относительный угол выхода потока из рабочей решеткиград22,9822,2021,8121,9644Эффективный угол выхода потокаградопределяется по атласу профилей решеток турбин21,421,320,318Выбранный профиль рабочей решеткиПрофильР-3021АР-3021АР-3021АР-3021А45Потеря на рабочих лопаткахкДж/кг1,942,142,202,1146Удельный объем на выходе из раб. Реш.V2`м3/кгснимаем с h-s диаграммы0,03790,0470,0550,066047Высота выходных кромок рабочих лопатокl2`м0,0220,0260,0320,04448Степень реакции у корня рабочей лопатки-0,0870,1130,1230,11449Хорда профиляb2ммопределяется по атласу профилей решеток турбин25,6325,6325,6325,6350Шаг рабочей решеткиt2мм15,3815,3815,3815,3851Отношение-1,1430,9730,8040,589
5. Расчеты на прочность деталей корпуса турбины
.1 Расчет на прочность пера рабочей лопатки №2 ступени
При расчете на прочность пера рабочей лопатки должны быть учтены следующие силы:
- Изгибающая от динамического воздействия потока.
- Изгибающая от статической разности давлений при наличии реакции на ступени.
- Растягивающая от действия центробежной силы собственной массы
Наиболее простой вариант расчета - для рабочих лопаток с постоянным по высоте профилем.
Первым этапом расчета является определение полного напряжения от изгиба в наиболее опасных точках - на входной и выходной кромках профиля в корневом сечении пера лопатки.
В результате получаем:
Н/см2 или , МПа
В последней формуле:
P-изгибающая сила действующая на перо лопатки. Н
Wххкр - момент сопротивления сечения профиля, м2
Далее должно быть определено растягивающее напряжение от действия центробежной силы собственной массы пера лопатки.
C=
l2-высота рабочей лопатки, м; по данным теплового расчета = 0,024
Где F-площадь профиля в любом сечении, м2; по данным подбора профиля при тепловом расчете, из атласа профелей решеток осевых турбин
F = 1,853 см2 = 0,01853 м2
r-плотность материала, принятого для изготовления лопаток, при принятом материале лопатки 15Х11МФ = 7750 кг/м3
r-радиус, на котором находится центр тяжести массы пера лопатки, м
Для рабочих лопаток с постоянным по высоте профилем
w-угловая скорость вращения,
здесь n-частота вращения ротора, об/мин;
=>
Напряжение растяжения в расчетном сечении
Условие прочности пера лопатки
где: Предел текучести этого материала =420 МПа
Запас прочности п = 1,7
5.2 Расчет бандажной ленты, шипов лопатки и связной проволоки и продолжение расчета пера рабочей лопатки
При расчете на прочность бандажной ленты и связной проволоки рассматривается их участок, длинной равный шагу, как балка которая подвержена равномерно распределенной нагрузке от действия центробежных сил собственной массы и жестко заделанная по концам.
Предварительно составляется эскиз узла (рис. 10) с принятием всех основных размеров.
Для бандажной ленты выбираем 15Х11МФ c плотностью материала, принятого для изготовления лопаток, r=7750 кг/м3
Предел текучести этого материала =420 МПа
Центробежная сила расчетного участка бандажной ленты
, Н
где tб, В, а, dб, dб - линейные размеры бандажной ленты согласно эскиза, м;
Толщина бандажной ленты dб=0,002 м;
Длина сектора
Ширина бандажной ленты
Ширина отверстия a=0,006 м;
Диаметр отверстия d=0,004 м;
Средний радиус бандажной ленты
Изгибающий момент от центробежной силы в местах заделки
Момент сопротивления в сечении:
Напряжение изгиба:
Напряжение разрыва, возникающее на шипе под действием центробежной силы массы бандажной ленты, приходящееся на один шип:
Оценка прочности производится по соотношению:
Напряжение растяжения в расчетном сечении равно:
берем из детального теплового расчета = 1322/100 = 13,22 МПа
Условие прочности пера лопатки:
где n запас прочности, обычно равен 1,7
Условие прочности бандажной ленты
Запас прочности бандажной ленты ==420/1,7=247,1 МПа
;
5.3 Расчет хвоста рабочей лопатки
При расчете хвоста рабочей лопатки обычно учитывается только суммарная центробежная сила пера лопатки, бандажной ленты, связной проволоки и частей самого хвоста, вызывающая нап