
- •1. Исходные данные для расчета турбоагрегата (задание)
- •2. Расчет регенеративной схемы
- •2.1 Построение процесса расширения пара в турбине на h-s диаграмме Определим давление перед соплами первой ступени Pс. Потери в стопорном и регулирующих (сопловых) клапанах составляет 3–6% от p0:
- •Давление пара за последней ступенью
- •2.2 Расчет регенеративной схемы
- •В пвд при наличии охладителей конденсата:
- •2.3 Расчет подогревателей
- •3. Предварительный расчет паровой турбины
- •3.1 Общее число ступеней
- •4. Детальный тепловой расчет ступеней
- •5. Расчеты на прочность деталей корпуса турбины
- •5.1 Расчет на прочность пера рабочей лопатки №2 ступени
- •5.2 Расчет бандажной ленты, шипов лопатки и связной проволоки и продолжение расчета пера рабочей лопатки
- •5.3 Расчет хвоста рабочей лопатки
- •5.4 Расчет рабочих лопаток на вибрацию
- •Далее строится диаграмма резонансных чисел оборотов рис. 12 Далее производится проверка на отсутствие внутрипакетных резонансных колебаний
- •5.5 Расчет обода диска
- •5.6 Расчет на прочность корпуса
- •5.7 Расчет на прочность фланцевых соединений
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 напряжение 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**2*r1=
0,00038*0,006*7750*314,152*0,4625=810
Н
C=
f1*H2**2*r2=
0,00026*0,01*7750*314,152*0,4545=887
Н
C=
K1*t4*H3**2*r4=
0,017*0,0147*0,01*7750*314,152*0,4335=848
Н
C=
K2*t4*H3**2*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