Порядок расчета диафрагмы

Диафрагма испытывает воздействие перепада давлений ∆Р= Р₀ – Р₁,

в результате чего в ней возникает напряжение и прогиб .

Рис. VI.1. Эскиз диафрагмы

Максимальное напряжение в диафрагме, МПа:

Максимальный прогиб диафрагмы, м:

Рис. VI.2. Коэффициенты K _σи K_∆

Здесь Е ≈ 2,1^.10⁵ – модуль упругости материала диафрагмы, МПа; δ_ср=δ_min+δ_max - средняя толщина диафрагмы, м, рис. VI.1; коэффициенты К _σ, К_∆ определяются по рис. VI.2. Разность давлений по обе стороны диафрагмы ∆Р= Р₀ – Р₁, МПа, принимается из расчета ступени.

Для обеспечения надежной работы турбины без задеваний максимальный прогиб диафрагмы не должен превышать 1/3 осевого зазора между диафрагмой и диском (зазор легко измерить на чертеже прототипа). Если прогиб или напряжение в диафрагме чрезмерно велики, следует увеличить толщину диафрагмы δ и повторить расчет.

Металл для диафрагм первых ступеней выбирается с учетом рабочей температуры (Приложение XII). Для температур до 350 ^оС может применяться недорогая углеродистая сталь (сталь 20). До 480 ^оС применяется кованая хромомолибденовая сталь типа 15ХМ, 20ХМ. Для более высокой температуры используется хромомолибденованадиевая сталь типа 15Х1М1Ф и др.

По максимальному напряжению выбирается марка стали с пределом текучести, обеспечивающим необходимый коэффициент запаса прочности:

где [σ_0,2] - предел текучести выбранной марки стали (Приложение XII); σ_max - максимальное напряжение в диафрагме