Расчет на прочность профильной части лопаток.

 

1 Расчёт на прочность сопловой и рабочей лопаток последней ступени

 

Таблица 2.1

 

№	Наименование величины	Обозна­чение	Размер­ность	Расчётная формула или источник	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Профиль сопловых лопаток	¾	¾	[2], или п.1.7 [4]
2	Относительный шаг установки сопловых лопаток		¾	[2]
3	Хорда профиля сопловой лопатки		м	[2]
4	Шаг установки профилей сопловых лопаток	t1	м
5	Момент сопротивления сечения лопаток относительно кромок		м3	[2]
6	Площадь сечения профиля сопловой лопатки	Fc	м2	[2]
7	Число сопловых лопаток	zc	шт.
8	Степень впуска	e1	¾	п. 1.7 [4]
9	Длина сопловой лопатки	lcz	м	п. 1.7 [4]
10	Окружная составляющая силы воздействия потока на сопловую лопатку		Н
11	Реактивная составляющая силы воздействия потока	P'z	Н	(Р0 - Р1)t1 .lcz
12	Сила гидростатического воздействия рабочего тела	P''z	Н
13	Осевая составляющая силы воздействия потока		Н	P'z+ P''z
14	Сила воздействия потока на сопловую лопатку	Pc	Н
15	Изгибающий момент	Mu	Н×м
16	Материал сопловой лопатки	¾	¾	из пункта 1
17	Допускаемое напряжение на изгиб	[s]u	МПа	из пункта 1
18	Напряжение изгиба в сопловой лопатке	su	МПа
19	Коэффициент запаса прочности	ku	¾	[s]u/su
20	Касательные напряжения сопловой лопатки	tcp	МПа	Рс /Fc
21	Допускаемые напряжения на срез	[t]cp	МПа	из пункта 1
22	Коэффициент запаса прочности	kcp	¾	[t]cp /tcp
23	Профиль рабочей лопатки последней ступени на среднем диаметре	¾	¾	[2]

Продолжение таблицы 2.1

 

1	2	3	4	5	6
24	Относительный шаг установки профилей рабочих лопаток на среднем диаметре		¾	[2]
25	Хорда профиля рабочей лопатки на среднем диаметре		м	[2]
24	Относительный шаг установки профилей рабочих лопаток на среднем диаметре		¾	[2]
25	Хорда профиля рабочей лопатки на среднем диаметре		м	[2]
26	Шаг установки профилей рабочей лопатки на среднем диаметре		м
27	Число рабочих лопаток	zл	шт.
28	Профиль рабочей лопатки в корневом сечении	¾	¾	[2]
29	Хорда профиля		м	[2]
30	Момент сопротивления сечения профиля	Wkpxx	м3	[2]
31	Площадь сечения профиля	Fk	м2	[2]
32	Расчётная хорды профиля в корневом сечении		м
33	Расчётная площадь сечения профиля у корня	Fkp	м2
34	Расчётный момент сопротивления сечения профиля	Wkpxxp	м3
35	Длина рабочей лопатки	lлz	м
36	Окружная составляющая силы воздействия потока на рабочую лопатку на среднем диаметре	Pu	Н
37	Реактивная составляющая силы воздействия потока	P’z	Н
36	Окружная составляющая силы воздействия потока на рабочую лопатку на среднем диаметре	Pu	Н
37	Реактивная составляющая силы воздействия потока	P’z	Н
38	Сила гидростатического воздействия рабочего тела	P’’z	Н
39	Осевая составляющая силы воздействия потока	Pz	Н
40	Сила воздействия потока на рабочую лопатку	P	Н
41	Изгибающий момент	Mu	Н×м

 

 

Продолжение таблицы 2.1

 

1	2	3	4	5	6
42	Напряжения изгиба в корневом сечении	su	МПа
43	Материал рабочей лопатки	¾	¾
44	Допускаемые напряжения	[s]	МПа	из п. 1, принимаем
45	Плотность материала рабочей лопатки	rл	кг/м3	из п. 1, принимаем
46	Число оборотов ротора турбины	nТ	об/мин
47	Угловая скорость вращения	w	1/с
48	Радиус центра тяжести рабочей лопатки	rц.т.	м
49	Коэффициент разгрузки	aр	¾
50	Центробежная сила от массы профильной части рабочей лопатки	Сл	Н
51	Диаметр связующей проволоки	d	м	принимаем
52	Диаметр расположения связующей проволоки	Dсп	м	принимаем
53	Плотность материала связующей проволоки	rсп	кг/м3	принимаем
54	Масса связующей проволоки, приходящаяся на одну лопатку	mсп	кг
55	Центробежная сила от массы связующей проволоки	Ссп	Н
56	Напряжение растяжения в корневом сечении рабочей лопатки	sр	МПа
57	Суммарное напряжение в кромках лопатки	sS	МПа
58	Коэффициент запаса прочности	np	¾
57	Суммарное напряжение в кромках лопатки	sS	МПа
58	Коэффициент запаса прочности	np	¾

ПРИМЕЧАНИЯ к 2.1

1. Расчёт сопловых лопаток производится в предположении, что лопатки цилиндрические, незакрученные. Расчётная схема представлена на рис.9.4.

2. Профиль рабочей лопатки в корневом сечении подбирается по атласу [1] и результатам расчёта закрутки (углов b₁ и b₂) лопаточного аппарата (п.1.7 [4]).

3. Расчёт рабочей лопатки производится в предположении, что сила воздействия потока приложена на середине высоты лопатки, а поперечный размер лопатки мал по сравнению с её длиной, что позволяет пренебречь влиянием перерезывающих сил.

4. Расчётная хорда профиля рабочей лопатки в корневом сечении принимается равной хорде профиля на среднем диаметре.

5. Расчётные значения площади и момента сопротивления подобного найденному по атласу профиля корневого сечения пропорциональны квадрату и кубу соответственно отношения расчётной хорды к заданному в атласе.

 

1. Длина рабочей лопатки l_л и коэффициент разгрузки a_р определялись в таблице 1.4 [4].

2. Материал рабочей лопатки принимается в таблице 1.4 [4].

3. Принимаем треугольный закон распределения массы по длине закрученной лопатки, поэтому центр тяжести находится на расстоянии  от корневого сечения.

4. Диаметр связующей проволоки принимаем равным (5¸10)×10^-3 м.

5. Связующая проволока располагается на высоте (0,6¸0,9)×l_Лz.

 

 

 

Рис. 9.4

 

 

Рис. 2.2

 

 

Рис. 9.5

 

Рис. 9.6