Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Расчет на прочность деталей газовых турбин

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Расчет геометрических характеристик профиля турбинной лопатки производится по программе BL. Исходные данные берутся с чертежей сечений профиля. Профиль разбивается на несколько участков и с них снимается геометрия профиля. Расчет напряжений по перу лопатки от действия центробежных сил производится по программе CBS. Исходные данные для расчета берутся из курсовой работы, а также из расчета… Читать ещё >

Расчет на прочность деталей газовых турбин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по ГТУ

1. Расчет закрутки последней ступени

2. Профилирование рабочей лопатки по результатам расчета закрутки

3. Расчет геометрических характеристик профиля турбинной лопатки

4. Расчет напряжений по перу лопатки от ЦБС

5. Расчет изгибных напряжений от потока газа

6. Проектирование и расчет елочного хвостовика

7. Расчет диска методом двух расчетов

8. Расчет критического числа оборотов ротора турбины

1. Расчет закрутки последней ступени

Расчет закрутки производится по программе RCU. Исходные данные для расчета взяты из курсовой работы по ГТУ:

высота сопловой лопатки последней ступени

высота рабочей лопатки последней ступени радиусы среднего сечения сопловых и рабочих лопаток

угол выхода потока из сопловой лопатки в абсолютном движении

угол выхода потока из рабочей лопатки в абсолютном движении

степень реактивности на среднем радиус

давление газа на входе в ступень

температура газа на входе в ступень

2. Профилирование рабочей лопатки по результатам расчета закрутки

Исходные данные для профилирования лопатки берутся из результата расчета программы RCU на корневом, среднем и периферийном сечении лопатки.

Исходные данные

Название

Обознач.

Корень

Середина

Периферия

Угол выхода потока газа из сопловой лопатки в относительном движении

41,377

61,24

86,422

Угол выхода потока газа из рабочей лопатки в относительном движении

43,816

39,86

34,013

Относительная величина диаметра профиля (задается)

0.25

0.2

0.15

Угол установки профиля

74,4

Ширина решетки

0,1215

0,10 125

0,081

Диаметр

1,709

2,114

2,519

Расчет данных для профилирования

Название

Формула

Корень

Середина

Периферия

Оптимальный шаг решетки

0,5 029 560

0,6 429 721

0,8 197 668

Хорда решетки

0,1 261 469

0,1 064 605

0,988 827

Максимальная величина диаметра профиля

0,315 367

0,21 292

0,14 832

Шаг решетки

0,535 449

0,68 451

0,872 725

Горло решетки

0,37 071

0,43 871

0,488 185

0,38 017

0,45 575

0,511 911

0,378 449

0,319 385

0,296 643

Радиус входной кромки профиля

— корень Чертежи

— середина Корень

— периферия Середина

Радиус выходной кромки профиля Периферия

— корень Сечения вместе

— середина

— периферия

Число лопаток

3. Расчет геометрических характеристик профиля турбинной лопатки

Расчет геометрических характеристик профиля турбинной лопатки производится по программе BL. Исходные данные берутся с чертежей сечений профиля. Профиль разбивается на несколько участков и с них снимается геометрия профиля.

4. Расчет напряжений по перу лопатки от ЦБС

Расчет напряжений по перу лопатки от действия центробежных сил производится по программе CBS. Исходные данные для расчета берутся из курсовой работы, а также из расчета геометрических характеристик

температура материала рабочей лопатки

площадь корневого сечения лопатки

площадь среднего сечения лопатки

площадь периферийного сечения лопатки

средний диаметр проточной части турбины

высота рабочей лопатки последней ступени

плотность материала лопатки

Разрушающее напряжение

5. Расчет изгибных напряжений от потока газа

Название

Формула

Участки

Расход пара через каждое сечение пояска

0,28 466

0,81 724

0,130 337

0,173 376

0,218 363

Окружная составляющая усилия

14,523 862

39,30 450

58,90 623

74,68 672

89,48 053

Осевая составляющая усилия

— 0,538 448

— 2,8 445

— 3,64 685

— 4,77 720

— 6,14 126

Осевой момент

1,176 432

5,53 653

14,66 803

29,84 916

Окружной момент

0,43 613

0,256 068

0,763 915

1,658 716

Момент относительно главных осей

1,110 923

5,186 424

13,12 774

25,20 944

Момент относительно главных осей

0,389 543

1,954 417

6,587 635

16,6 884

Напряжения на входной кромке

0,0000E+00

3,2762E+05

1,4662E+06

4,5849E+06

1,1304E+07

Напряжения на выходной кромке

0,0000E+00

2,8547E+05

1,2229E+06

3,6629E+06

8,7352E+06

Расход пара через каждое сечение пояска

где плотность газа

средний радиус средней линии пояска

высота пояска

число лопаток

осевая составляющая скорости на выходе из рабочей лопатки в абс. движении

Окружная составляющая усилия

где окружные составляющие скорости на выходе и выходе их рабочей лопатки в абсолютном движении

Осевая составляющая усилия

где осевые составляющие скорости на выходе и выходе их рабочей лопатки в абсолютном движении

давление газа перед и за рабочей лопаткой

шаг на выходном радиусе из каждого пояска

Допускаемые напряжения 35 — 40 МПа

6. Проектирование и расчет елочного хвостовика

Вся геометрия для расчета елочного хвостовика берется с его чертежа. Приближенный расчет хвостовика предполагает равномерное распределение нагрузки между зубьями.

Чертеж лопатки Хвостовик лопатки

Название

Формула

Зуб

Площадь участка,

0,102 899

0,195 193

0,89 116

0,56 801

Радиус центра тяжести, м

0,0945

0,0697

0,0402

0,12 716

Плотность материала

Длина хвостовика

0,14

0,14

0,14

0,14

Объем сегмента,

0,14 406

0,27 327

0,12 476

0,7 952

Масса сегмента

1,23 890 396

2,35 012 372

1,7 295 664

0,68 388 404

Угловая скорость

98 696,04401

98 696,04401

98 696,04401

98 696,04401

Центробежная сила сегмента хвостовика

11 554,97992

16 166,76961

4257,42 346

858,2 873 926

Усилие, разрывающее хвостовик

0,102 899

0,195 193

0,89 116

0,56 801

Ширина узкого сечения сегмента

0,058

0,032

0,022

0,011

Напряжение разрыва

106 573 399,3

107 676 891,2

Углы (из чертежа)

Углы (из чертежа)

Сила, действующая нормально к поверхности зуба

101 739,7814

101 739,7814

101 739,7814

Ширина контакта зубьев

с

0,009

0,009

0,009

Напряжение смятия на рабочей поверхности зуба

80 745 858,23

80 745 858,23

80 745 858,23

Напряжение среза

Плечо (из чертежа)

31 363 114,32

31 363 114,32

31 363 114,32

Изгибающий момент в основании зуба

0,0087

0,0087

0,0087

Момент сопротивления основания зуба

885,1 360 979

885,1 360 979

885,1 360 979

Максимальное напряжение изгиба в зубе

55 321 006,12

55 321 006,12

55 321 006,12

Центробежная сила лопатки с хвостовиком

где центробежная сила пера лопатки

Сила, действующая на один зуб

где число зубьев

Напряжение разрыва в сечении В — В

Гребень диска

Название

Формула

Зуб

Центробежная сила участка гребня

858,28 739

4257,0423

16 166,769

11 554,979

Напряжение разрыва

167 538,9872

338 476,7293

521 324,1987

Напряжения разрыва

108 791 550,1

116 367 008,6

Центробежная сила гребня диска

Напряжение разрыва в сечении В — В

Запас прочности

7. Расчет диска методом двух расчетов

Расчет на прочность диска произвольного сечения производится с помощью программы Disk. Исходные данные для расчета берутся из чертежа диска. В них входит геометрические параметры.

Максимальное радиальное напряжение равно 198,7 МПа.

Коэффициент запаса

Коэффициент запаса не удовлетворяет условиям прочности, диск требует доработки.

8. Расчет критического числа оборотов ротора турбины

Расчет критического числа оборотов ротора турбины производится по программе NKR. Исходные данные для расчета берутся из чертежа. В них входят геометрические параметры ротора.

Критическое число оборотов равно 51,78 об/с, что соответствует жестокому валу.

Коэффициент запаса

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой