Расчет турбоагрегата К-160-130
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ряжение растяжения, смятия и среза.
Перед расчетом составляется эскиз хвоста, закрепленного в ободе диска, с назначением всех основных размеров.
B2-ширина рабочей решетки = 0,025; К1-ширина шейки = 0,017; К2-ширина хвоста = 0,025; H1-высота корня = 0,006; H2-высота шейки = 0,01; H3-высота хвоста = 0,01;
Расчет Т образного хвоста:
Эскиз такого хвоста дан на рис. 11. Наибольшее напряжение растяжения возникает в сечении АВ, смятия - по площадкам КА и BG и среза - по сечениям AD и BC.
Обозначим центробежную силу участка MNOL C1x, участка EFBA - CIIx, участка ABCD - CIIIx, и участка KGHR - CIVx, а площади расчетных сечений AB-f1 (м2) AD=BC-f2 и KA=BG-f3
Размер каждого участка по окружности равен шагу рабочих лопаток на данном радиусе.
C=f*H1*r*w2*r1= 0,00038*0,006*7750*314,152*0,4625=810 Н
C= f1*H2*r*w2*r2= 0,00026*0,01*7750*314,152*0,4545=887 Н
C= K1*t4*H3*r*w2*r4= 0,017*0,0147*0,01*7750*314,152*0,4335=848 Н
C= K2*t4*H3*r*w2*r4= 0,025*0,0147*0,01*7750*314,152*0,4335=1248 Н
Эскиз Т образного хвоста
Напряжение растяжения в сечении АВ
Напряжение в сечениях AD и BC
Напряжение смятия по площадкам КА и BG
Допустимые напряжения:
На растяжение: 420/1,7=247,1 МПа 243,11
На срез:0,75247,1=185,3 МПа 178,05
На смятие: 1,75247,1 = 432,4 МПа 417,3
5.4 Расчет рабочих лопаток на вибрацию
При расчете рабочих лопаток на вибрацию, как правило, скрепленных бандажной лентой в пакеты, должна быть проверена возможность появления резонансных колебаний в двух случаях: при колебаниях всех лопаток в пакете в одной фазе и при колебаниях отдельных лопаток в пакете в разных фазах.
На первом этапе расчета определяется статическая частота собственных колебаний лопаток в пакете в одной фазе, зависящая от физических свойств, массы и конфигурации пера лопатки.
Для лопаток с постоянным профилем, скрепленных в пакеты бандажной лентой, статическая частота находится из выражения.
где E - модуль упругости с учетом температуры, при которой работает лопатка, 176000 МПа
-плотность материала, 7750 кг/м3
J - момент инерции сечения лопатки, 0,2046*10-7 м4
f-площадь сечения пера лопатки, 0,01853 м2
l2-длинна лопатки, 0,024 м
Далее определяется динамическая частота собственных колебаний с учетом влияния центробежных сил, возникающих в пере при вращении ротора:
где В=
nc-частота вращения ротора, об/сек
Если частота собственных колебаний совпадет с частотой вынужденных колебаний, то наступает явление резонанса.
Условие резонанса выражается зависимостью:
vg=Knc
где К - любое число, то есть, К=1,2,3,4,5…
Далее строится диаграмма резонансных чисел оборотов рис. 12
Далее производится проверка на отсутствие внутрипакетных резонансных колебаний
Работу лопаточного венца с лопатками постоянного профиля считают надежной если:
19050/6868=1,32
то есть, для обеспечения надежной работы эта величина НЕ ДОЛЖНА лежать в пределах от 4 до 8.
Диаграмма резонансных чисел оборотов
5.5 Расчет обода диска
Порядок расчета следующий: составляется эскиз обода (рис. 13) и назначаются основные размеры.
Обе щеки обода работают практически в одинаковых условиях, поэтому производится расчет на прочность только одной из них.
Рис. 13. Эскиз обода диска
Действующие силы:
Половина суммарной силы, развиваемой массой лопатки с бандажной лентой и связной проволокой:
Приложив в точке O1 две силы, равные по величине сумме сил Св+С1 и противоположные по знаку, получаем, что для определения напряжений в расчетном сечении GK должны учитываться два фактора: изгиб под влиянием момента (Св+С1)*l и растяжение от действия суммы сил Св+С1+С11
Напряжение изгиба в расчетном сечении
где
t-шаг рабочих лопаток участка 1 t1 = 0,015; t2 = 0,0148; l1 = 0,01; l2 = 0,01; ширина выступа d = 0,02
где l = (d+d1)/2= (0,02+0,004)/2 = 0,012; F1=d1 *t1 =0,004*0,015=0,00006;
F2=d* t2=0,02*0,0148=0,000297
Момент сопротивления
Напряжение растяжения в том же сечении (без учета влияния сил сцепления с боковыми участками по окружности обода).
Суммарное напряжение в наиболее опасной точке G
135,1+52,05 = 187,1 МПа
Допустимое значение напряжения
где n=2,2
.6 Расчет на прочность корпуса
Корпус турбины представляет собой весьма сложную конструкцию с переменными диаметрами, переменной толщины стенок, фланцами горизонтального, а иногда и вертикального разъемов, ребрами жесткости, патрубками отборов пара и т.д. Эта конструкция в части высокого и среднего давления нагружена за счет внутреннего избыточного давления, а также подвержена действию усилий от диафрагм и разности температур по длине корпуса.
Сложность конфигурации корпуса позволяет вести расчет его прочности лишь весьма приближенно: задача расчета сводится к оценке порядка величины напряжений в стенках корпуса. При этом главным фактором является внутреннее избыточное давление.
Порядок расчета принимается следующий. Ориентируясь на геометрические размеры, полученные в ходе теплового расчета, а также на конструктивное оформление корпуса подходящего прототипа назначается внутренний диаметр корпуса Dв и толщина стенки d.
Оценивается коэффициент b.
?/p>