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>