Министерство образования и науки
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Брянский государственный технический
университет
Кафедра «Тепловые двигатели»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине
«Динамика и прочность турбомашин»
Документы текстовые
ДП.14.110.13.РР.ПЗ
Всего листов 38
Руководитель: профессор, к.т.н.
Дроконов А. М._______
«___»___________
Студент группы 10-Т
Кукатов М.В._________
«___»___________
Брянск 2014
Аннотация
В данном курсовом проекте производится расчёт всех важных элементов паровой турбины типа К–8–3,8, а также определяется критическая частота вращения ротора. Выполняется гидродинамический расчёт подшипников и оценивается вибрационная надёжность рабочей лопатки второй ступени давления турбомашины.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Расчёт лопатки второй ступени давления 7
1.1 Расчет Т-образного хвостовика 7
1.2 Расчет бандажа и шипов лопатки 11
В шипах лопаток с бандажом при расклепке бандажа возникают явления наклепа, повышающие жесткость металла. 12
1.3 Расчет рабочих лопаток на растяжение 12
1.4 Расчет изгибающих напряжений в рабочих лопатках 14
1.5 Расчет вибрационной надежности облопачивания 18
2 Расчёт диафрагмы второй ступени давления 21
3 Расчёт на прочность диска последней ступени 23
4 Гидродинамический расчёт опорного и упорного 30
подшипников 30
4.1. Расчёт опорного подшипника 30
4.2 Расчёт упорного подшипника 32
4.3 Расчёт упорного диска 33
5. Определение критической частоты вращения ротора графоаналитическим методом. 34
6 Определение напряжений в корпусе и фланцах турбины 38
6.1 Напряжение в корпусе 38
6.2 Расчёт фланца 38
7 Переходной патрубок в газовых турбинах (спецзадание) 40
Главная функция промежуточного (переходного) патрубка – обеспечить подвод среды к следующей турбине с максимальной равномерностью и минимальными потерями полного давления. В этом патрубке часто размещают стойки, через которые пропускают трубы для подвода и отвода смазки, охлаждающего воздуха, а также элементы крепления внутреннего подшипника. Эти стойки должны быть хорошо обтекаемыми и не должны давать аэродинамических следов непосредственно перед ступенью следующей турбины и не должны оказывать обратного воздействия на предыдущую ступень, т. е. достаточно отдалены от нее. 40
40
Рисунок 11 – Схема расположения входного, переходного и выходного патрубков 40
Проточная часть газовых турбин с разрезным валом часто содержит ступени средней верности с установленным между ними переходным патрубком (Пп). Характеристики ступеней и Пп при совместной работе в переходных отсеках изучены недостаточно. Однако анализ существующих и вновь проектируемых ГТУ свидетельствуют об определенных резервах улучшения показателей Пп и отсеков, особенно при работе с неосевым входом потока в Пп. 40
41
41
Рисунок 12 – Схемы проточной части моделей двухступенчатых отсеков Г1-2 и Г2-2 41
с переходным патрубком между ступенями 41
Исследования совместной работы ступеней с Пп позволяет решить следующие задачи: установить изменения характеристик предшествующей и последующей ступеней под влиянием Пп по сравнению с изолированной их работой; выявить влияние предшествующей и последующей ступеней на эффективность Пп; определить характеристики одно- и двухступенчатых отсеков; сравнить КПД Пп при различных геометрических параметров его элементов. 41
Предварительные испытания Пп на статическом стенде показали, что его КПД ηп=0,87. Увеличение длины Lп способствует снижению обратного влияния стоек с относительно большой толщиной профиля и уменьшает неравномерность потока в выходном сечении Пп. Эффективность Пп повышается также заменой конического участка диффузора перед стойками на ступенчатый участок с оптимальной перекрышей. В результате КПД повысился на 2%. 41
Список использованных источников 42
ВВЕДЕНИЕ
Развитие энергомашиностроения характеризуется тенденциями повышения единичной мощности энергоблоков, ростом параметров теплоносителя, развитием комбинированных установок. В связи с этим разработка и конструктивное совершенствование основных элементов турбомашин составляют основные задачи развития энергетики.
Повышение мощности, моторесурса и усложнение конструкции турбин должно сочетаться с увеличением требований к их надёжности. Повышение ресурса турбомашин также является важной стороной развития энергетики.
При разработке и освоении паровых и газовых турбин применяются современные расчётные и экспериментальные методы определения характеристик прочности и надёжности. Расчёт на прочность является одним из важнейших этапов проектирования энергоустановок не только для определения долговечности и надёжности машин, но и с точки зрения её технико-экономических характеристик и усовершенствования конструкции.