Расчёт лопатки на прочность

На растяжение и изгиб рассчитывается обычно рабочая лопатка 1-й ступени цилиндра, хотя возможны и другие варианты.

Ограниченность по времени не позволяет производить в курсовой работе расчёт закрученной лопатки с переменным сечением по высоте.

Профиль лопатки подбирается в зависимости от углов и и от числа . Характеристика профилей дана в табл.1 (Б.Ф. Калугин Турбомашины).

В табл.1 геометрические характеристики профиля даны для определённого значения хорды, их следует пересчитать на значение хорды, принятое при тепловом расчёте:

Индекс «а» имеют величины, указанные в табл. 7.1, без индекса «а» - величины, перечисленные на значение хорды b₂, принятое в тепловом расчёте ступени, мм; b_2a – хорда профиля в табл. 7.1, мм; F – площадь поперечного сечения рабочей лопатки, м²; J – момент инерции, м⁴.

Характеристики профилей МЭИ

Обозначение профилей	град	град			см	см^2	см^4	см^3
Р-26-17А	15-19	23-25	0,6-0,7	до 0,95	2,57	2,07	0,215	0,225

Растягивающее усилие в корневом сечении лопатки от центробежной силы, действующей на лопатку, равно

(Н);

- плотность материала лопатки кг/м³, Сталь 1Х13 (Г.С. Жирицкий Конструкция и расчёт на прочность паровых и газовых турбин);

- высота рабочей лопатки, определена в тепловом расчёте, м;

- радиус первой ступени, , м;

- угловая скорость вращения, 1/с.

(м²)

(м³)

(м⁴)

(Н)

Центробежная сила бандажа, отнесённая к одной лопатке (шагу):

- плотность материала бандажа, кг/м³ (такая же, как и лопатки);

- площадь поперечного сечения ленты бандажа, м²;

- шаг по бандажу, м;

- радиус центра поперечного сечения ленты бандажа, м.

(м)

(м)

(м)

(Н)

Растягивающее напряжение определяется по формуле:

(МПа)

(МПа)

Расчёт рабочей лопатки ведётся в следующей последовательности.

Окружное (тангенциальное) усилие , действующее на одну лопатку со стороны потока пара, определится так:

(Н),

где

- расход пара через ступень, кг/с;

- степень парциальности ступени;

- число рабочих лопаток;

- определены в тепловом расчёте ступени.

Число рабочих лопаток определяем по формуле:

Осевая составляющая парового усилия:

,

где

- давление перед и за рабочей лопаткой, Па;

- высота рабочей лопатки, м;

(Н)

Равнодействующая:

(Н)

Изгибающий момент от силы Р в корневом сечении:

(Нм)

Максимальное напряжение изгиба в обеих кромках корневого сечения:

(Нм²)

Допускаемое напряжение растяжения определяется:

,

где

- предел текучести, который используется в качестве характеристики прочности рабочих лопаток турбин АЭС насыщенного пара;

МН/м² (Г.С. Жирицкий Конструкция и расчёт на прочность паровых и газовых турбин);

- коэффициент запаса, ;

(МПа)

При оценке статической прочности допускаемые напряжения сравнивают с суммарным напряжением:

,

где МПа для ступеней активного типа с полным подводом пара;

(МПа).

(МПа).

Дата добавления: 2015-07-20