Расширение Пунгинской ПХГ (подземного хранилища газа)
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
? решетке?D2/ (tоптb) Zлшт575757Шаг решетки?D2/zлtм0,0520,0660,079Фактический относительный шагt/bt-0,5500,5780,631Входной геометрический угол профиля?1/ [a1?12+
+b1?1+c1+ (a2?12+ b2?1+c2) ??2] ?1лград40,080,4115,2Эффективный выходной угол решетки?2 - 2?5?2эград30,725,721,9Затылочный угол профиляпринимаем?град11,310,29,1Выходной геометрический угол профиля?2э + 26,66cmax -
0,276????4,29t + 4,13?2лград36,027,822,0Относительный радиус выходной кромкипринимаемR2-0,010,010,01Относительный радиус входной кромки0,0527sin?1л+0,007* *sin?2л+0,236cmax+ +0,18R2-0,053R1-0,0460,0340,010Относительное положение максимальной толщины0,1092+1,008?10-3* *?1л+3,335?10-3*
*?2л-0,1525t+0,2188*
* Сmax+4,697Ч10-3gXc-0,2930,2700,255Относительная длина средней линии профиля1,32-2,182?10-3?1л - 3,072?10-3* *?2л+0,367cmaxL-1,2141,1051,018Угол заострения входной кромки3,51arctg [ (cmax/2-
R1) / ( (1-xc) L-R1)] ??град50,221,910,2Угол заострения выходной кромки3,51arctg [ (cmax/2-
R2) / ( (1-xc) L-R2)] ??град16,78,12,1Горло межлопаточного каналаtsin?2?2м0,02670,02850,0296Радиус входной кромкиbR1R1м0,00440,00380,0012Радиус выходной кромкиbR2R2м0,00100,00110,0013Максимальная толщина профиляb cmaxCmaxм0,02380,01420,0057Положение макс. толщины профиляb xcXcм0,02790,03080,03213.1 Расчет потерь энергии, КПД и мощности турбины
Расчет приведен в табл. 3.3
Таблица 3.3
НаименованиеФормулаОбозначениеРазмерностьТВДТНД123456Профильные потери для СА?hс. п4,882,56Профильные потери для венцов РК?hр. п8,396,86Концевые потери СА?hс. к1,030,68Концевые потери в рабочих венцах?hр. к2,001,90Радиальный зазор в САпринимаем?смм2,02,0Радиальный зазор в РАпринимаем?рмм2,02,0Потери от перетеканий в радиальном зазоре СА?hс. з1,6590,535Потери от перетеканий в радиальном зазоре РЛ?hр. з0,8660,500Использованный в ступени перепадhu170,6112,7Внутренний КПД ступени?u0,9010,896
Суммарный использованный теплоперепад в турбине:
КПД турбины без учета потерь на трение дисков:
Этот КПД определен с учетом полного использования выходной скорости всех ступеней, за исключением последней.
Оценивая потери на трение дисков с помощью ?тр~0,99, получаем внутренний КПД турбины
h = hu * h;
hТ =0,899 *0,99=0,890
а общую мощность турбины:
= 82,83*283,3*0,890=23231 кВт.
При вычете мощности, потребляемой компрессором, расположенном на этом же валу, с учетом механических потерь, получаем полезную (эффективную) мощность:
=83,72*177,9*0,86=12809 кВт;
Ne = (NT - NK) *???мех;
Ne = (23231 - 12809) *0,96 = 10010 кВт.
4. Расчет на прочность диска ТВД
Разрушение дисков является одной из наиболее тяжелых аварий, поскольку оно, как правило, влечет за собой полное разрушение турбины, а также наносит серьезный урон соседнему оборудованию.
Диски роторов являются одними из самых напряженных элементов турбомашин. Основные напряжения в дисках возникают вследствие центробежных сил инерции, обусловленных вращением ротора (динамические напряжения), и неравномерного распределения температуры по объему диска (температурные напряжения). Прочностные расчеты дисков турбомашин обязательны при их проектировании, так как они позволяют достичь необходимого запаса прочности и тем самым обеспечить достаточную надежность и долговечность эксплуатации турбомашин.
Динамические силы и напряжения, связанные с колебаниями и определяющие длительную усталостную прочность деталей в рамках данного дипломного проекта не рассматриваются. Расчет произведен для рабочего колеса ступени турбины высокого давления.
Основными величинами, влияющими на прочность диска, являются температура, воздействующая на него при работе и напряжения от действия центробежных сил.
В расчете используются следующие величины:
N - число разбиений диска на участки;
- плотность материала диска, ;
n - частота вращения диска, ;
- радиусы участков диска, м;
- ширины участков дисков, м;
- значения температур участков диска, ;
- значения коэффициентов линейного расширения, ;
- значения модуля упругости материала диска по участкам, МПа;
- значение динамических радиальных напряжений, МПа;
- значение динамических тангенциальных напряжений, МПа;
- значение температурных радиальных напряжений, МПа;
- значение температурных тангенциальных напряжений, МПа.
Свойства материала: предел текучести , модуль упругости , коэффициент Пуассона и коэффициент линейного расширения - принимаем в соответствии с температурой диска.
Таблица 4.1. Параметры, необходимые для расчёта диска ТВД
Материал
дискаМПаМПаr0r1rаrобу0у1уауобt0,0Сt,
0С20Х12ВНМФШ1022000150450520190100556540036
Таблица 4.2. Характеристики материала диска
Характеристика
материалаТемпература 0С201002300300400500600Модуль упругости, ??????МПа2,142,122,092,031,951,871,71Коэффициент линейного расширения, ?t.10-6, 1/ 0C10,4-10,510,711,011,412,0Коэффициент Пуассона, ?0,3,0,30,30,30,30,30,3Плотность, ?, кг/м37850785078507850785078507850Предел текучести, ?0.2, МПа559545527509491456368
Для расчета разобьем диск на 10 частей. На каждом участке реальный профиль заменяется профилем постоянной ширины. Температурный режим диска задается исходя из условий эксплуатации. Распределение температуры диска по радиусу задано в виде функции
Распределение температуры диска по радиусу отображено в табл.4.1
Таблица 4.3. Распределение температуры по радиусу диска
№ участкаВнутренний радиус участка,
rср, мТемпература участка,
t, 0C10,02540020,04540030,11040040,15040050,25040160,35040670,41041580,45042790,485436100,520436
Расчет напряжений производится с применением ЭВМ (программа DISK22), исходные данные и результаты этого расчета приведены в прил.1