Турбина ТВаД мощностью 10000 кВт
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
01 .5100E-01 .6219 548.2 773.0 688.7 1.480
.9380E-01 .4640E-01 .5347 599.2 778.7 706.3 1.443
.9600E-01 .4200E-01 .4755 656.2 788.5 731.4 1.392
.9800E-01 .3800E-01 .3998 717.8 801.1 762.9 1.334
.1000 .3400E-01 .3673 791.2 818.7 805.3 1.262
.1100 .3260E-01 1.801 806.4 807.2 806.8 1.256
.1260 .3020E-01 3.054 829.6 781.6 806.6 1.250
.1450 .2750E-01 3.827 847.0 748.9 802.5 1.248
.1670 .2430E-01 4.580 864.7 704.1 796.7 1.243
.1920 .2070E-01 5.202 882.6 643.6 790.7 1.233
.2200 .1660E-01 5.542 911.7 567.7 797.4 1.206
.2380 .1400E-01 3.249 947.1 519.7 821.5 1.170
20 .2380 .2600E-01 .0000 135.3 276.2 239.2 4.000
.2440 .2600E-01 1.937 135.3 276.2 239.2 4.000
ПОЛНАЯ МАССА ДИСКА : 41.81420 КГ
*************************************************************
ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИМАЛЬНОГО ДИСКА:
I R(I),M B(I),M MAS(I),КГ SR,МПА ST,МПА SEK,МПА ZAP
.5500E-01 .7001E-01 .0000 .0000 785.4 785.4 1.300
.6200E-01 .8571E-01 1.643 92.09 682.4 641.3 1.592
.7100E-01 .1051 2.942 145.5 584.4 526.9 1.938
.7700E-01 .9223E-01 2.257 191.8 547.5 481.2 2.120
.8200E-01 .7571E-01 1.720 241.6 529.4 459.0 2.222
.8550E-01 .6127E-01 1.034 294.3 526.9 457.4 2.230
.8900E-01 .4981E-01 .8739 353.1 529.2 466.8 2.183
.9150E-01 .3889E-01 .5155 431.1 535.6 491.7 2.072
.9380E-01 .3170E-01 .3875 509.4 553.5 532.8 1.913
.9600E-01 .2601E-01 .3103 597.8 576.9 587.6 1.733
.9800E-01 .2148E-01 .2373 697.7 605.3 656.4 1.551
.1000 .1813E-01 .2020 800.9 636.5 732.7 1.387
.1100 .1601E-01 .9233 858.0 662.9 779.0 1.301
.1260 .1500E-01 1.508 847.0 664.8 772.2 1.306
.1450 .1400E-01 1.924 826.5 647.8 753.2 1.330
.1670 .1300E-01 2.388 792.5 604.3 717.1 1.381
.1920 .1246E-01 2.943 711.5 520.7 637.8 1.528
.2200 .1376E-01 3.895 498.4 364.4 446.7 2.152
.2380 .1683E-01 3.249 296.8 224.4 268.0 3.587
.2380 .2599E-01 .0000 135.3 175.9 159.5 5.997
.2440 .2599E-01 1.937 135.3 175.9 159.5 5.997
ПОЛНАЯ МАССА ДИСКА : 30.88927 КГ
Вывод
В данном разделе был проведён расчет статической прочности диска турбины. Полученные результаты удовлетворяют нормы прочности и соответствуют современным стандартам. Следует учесть, что теоретический расчёт не есть конечным результатом в проектировании двигателя. Нет абсолютно правильных методов расчета таких сложных узлов, как турбина, так как все они не учитывают множество сторонних факторов.
2.4 Расчёт на прочность замка крепления лопатки типа елочного
Лопатка турбины данного двигателя крепиться к диску замком типа елочного. Способ достаточно проверенный и широко распространён.
Основной нагрузкой, действующей на замок, является центробежная сила всей лопатки, включая замковую часть.
При расчёте елочного замка обычно пренебрегают действием изгибающих и крутящих моментов от газодинамических и центробежных сил и определяют напряжения только от центробежных сил.
Исходные данные :
Число оборотов турбины об/мин
Напряжения растяжения в корневом сечении лопатки Мпа
Удельный вес материала
Площадь корневого сечения лопатки
Угол наклона контактной площадки
Угол клина замка
Таблица 2.5 - Результаты определения размеров замка елочного типа
l, мb, мh=?, мRцт.хв, ммс, ме, м??10,01050,0260,007275,50,00160,000815015020,0090,0260,007268,50,00160,000815015030,00750,0260,007261,50,00160,000815015040,0060.0260,007254,50,00160,000815015050,00450.0260,007247,50,00160,0008150150
Порядок выполнения расчёта:
. Определяется центробежная сила пера лопатки:
.Определяем центробежную силу хвостовика лопатки:
. Определяем полную центробежную силу лопатки:
. Определяется сила действующая на зуб с длиной контактной площадки :
Н;
. Определяются напряжения смятия на контактных площадках каждого зуба:
МПа;
Напряжения смятия у ранее выполненных газовых турбин находились в пределах:
Определяются напряжения изгиба зубьев:
МПа;
Напряжения изгиба у ранее выполненных турбин находились в пределах:
. Определяются напряжения среза зубьев:
МПа;
8. Определяются напряжения растяжения в перемычках хвостовика лопатки:
МПа;
Аналогично:
Напряжения растяжения в перемычках хвостовиков лопаток ранее выполненных турбин лежали в пределах:
. Определяется запаса прочности в елочногозамке по изгибающим напряжениям:
Таблица 2.6 - Результаты расчета замка елочного типа
№ сеченийХвостовик лопатки,
,
Н,
Н,
МПа,
МПа,
МПаI226212037695316713338,2130II198910315695316713338,2138,4317168666695316713338,2147,3414437092695316713338,2160511705592695316713338,2169,2
Вывод
Напряжения среза, изгиба, смятия и растяжения находятся в поле допуска, что подтверждает правильность проектирования замка.
Наибольшими оказались напряжения смятия в последней паре зубьев лопаточного замка (167,0МПа) и напряжения растяжения в наиболее удаленном от периферии сечении гребня обода диска(169,2МПа).
.5 РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ ПЕРВОЙ ФОРМЫ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ И ПОСТРОЕНИЕ ЧАСТОТНОЙ ДИАГРАММЫ
При работе газотурбинного двигателя на рабочие лопатки турубины действуют периодически изменяющиеся газовые силы, что связанно с неравномерностью газовоздушного потока по окружности в проточной части двигателя. Эти силы вызывают вынужденные колебания лопаток. При совпадении частот собственных колебаний лопатки с частотами вынужденных колебаний наступают резонансные колебания, при которых амплитуда колебаний резко возрастает, что может привести к разрушению лопатки. Опасных резонансных колебаний можно избежать путем изменения частоты собственных колебаний лопаток или частоты и величины возбуждающей силы.
Колебания лопаток могут быть изгибными, крутильными, сложными и высокочастотными пластиночными.
Особенно легко возбуждаются колебания по основной (первой) изгибной форме. Нередко возникают колебания по второй или третьей изгибной, первой или второй крутильной формам.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Для расчета необходимо знать з