148342 (692306), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Таблица 3.3

Наименование	Формула	Обозначение	Размерность	ТВД	ТНД
1	2	3	4	5	6
Профильные потери для СА		hс. п		4,88	2,56
Профильные потери для венцов РК		hр. п		8,39	6,86
Концевые потери СА		hс. к		1,03	0,68
Концевые потери в рабочих венцах		hр. к		2,00	1,90
Радиальный зазор в СА	принимаем	с	мм	2,0	2,0
Радиальный зазор в РА	принимаем	р	мм	2,0	2,0
Потери от перетеканий в радиальном зазоре СА		hс. з		1,659	0,535
Потери от перетеканий в радиальном зазоре РЛ		hр. з		0,866	0,500
Использованный в ступени перепад		hu		170,6	112,7
Внутренний КПД ступени		u		0,901	0,896

Суммарный использованный теплоперепад в турбине:

КПД турбины без учета потерь на трение дисков:

Этот КПД определен с учетом полного использования выходной скорости всех ступеней, за исключением последней.

Оценивая потери на трение дисков с помощью _тр~0,99, получаем внутренний КПД турбины

h_Ò = h_uÒ * h_òð;

h_Т =0,899 *0,99=0,890

а общую мощность турбины:

= 82,83*283,3*0,890=23231 кВт.

При вычете мощности, потребляемой компрессором, расположенном на этом же валу, с учетом механических потерь, получаем полезную (эффективную) мощность:

=83,72*177,9*0,86=12809 кВт;

Ne = (N_T - N_K) *_мех;

Ne = (23231 - 12809) *0,96 = 10010 кВт.

4. Расчет на прочность диска ТВД

Разрушение дисков является одной из наиболее тяжелых аварий, поскольку оно, как правило, влечет за собой полное разрушение турбины, а также наносит серьезный урон соседнему оборудованию.

Диски роторов являются одними из самых напряженных элементов турбомашин. Основные напряжения в дисках возникают вследствие центробежных сил инерции, обусловленных вращением ротора (динамические напряжения), и неравномерного распределения температуры по объему диска (температурные напряжения). Прочностные расчеты дисков турбомашин обязательны при их проектировании, так как они позволяют достичь необходимого запаса прочности и тем самым обеспечить достаточную надежность и долговечность эксплуатации турбомашин.

Динамические силы и напряжения, связанные с колебаниями и определяющие длительную усталостную прочность деталей в рамках данного дипломного проекта не рассматриваются. Расчет произведен для рабочего колеса ступени турбины высокого давления.

Основными величинами, влияющими на прочность диска, являются температура, воздействующая на него при работе и напряжения от действия центробежных сил.

В расчете используются следующие величины:

N - число разбиений диска на участки;

- плотность материала диска, ;

n - частота вращения диска, ;

- радиусы участков диска, м;

- ширины участков дисков, м;

- значения температур участков диска, ;

- значения коэффициентов линейного расширения, ;

- значения модуля упругости материала диска по участкам, МПа;

- значение динамических радиальных напряжений, МПа;

- значение динамических тангенциальных напряжений, МПа;

- значение температурных радиальных напряжений, МПа;

- значение температурных тангенциальных напряжений, МПа.

Свойства материала: предел текучести , модуль упругости , коэффициент Пуассона и коэффициент линейного расширения - принимаем в соответствии с температурой диска.

Таблица 4.1. Параметры, необходимые для расчёта диска ТВД

Материал диска	МПа	МПа	r0	r1	rа	rоб	у0	у1	уа	уоб	t0,0С	t, 0С
20Х12ВНМФШ	10	220	00	150	450	520	190	100	55	65	400	36

Таблица 4.2. Характеристики материала диска

Характеристика материала	Температура 0С
	20	100	2300	300	400	500	600
Модуль упругости, МПа	2,14	2,12	2,09	2,03	1,95	1,87	1,71
Коэффициент линейного расширения, t.10-6, 1/ 0C	10,4	-	10,5	10,7	11,0	11,4	12,0
Коэффициент Пуассона, 	0,3,	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Плотность, , кг/м3	7850	7850	7850	7850	7850	7850	7850
Предел текучести, 0.2, МПа	559	545	527	509	491	456	368

Для расчета разобьем диск на 10 частей. На каждом участке реальный профиль заменяется профилем постоянной ширины. Температурный режим диска задается исходя из условий эксплуатации. Распределение температуры диска по радиусу задано в виде функции

Распределение температуры диска по радиусу отображено в табл.4.1

Таблица 4.3. Распределение температуры по радиусу диска

№ участка	Внутренний радиус участка, rср, м	Температура участка, t, 0C
1	0,025	400
2	0,045	400
3	0,110	400
4	0,150	400
5	0,250	401
6	0,350	406
7	0,410	415
8	0,450	427
9	0,485	436
10	0,520	436

Расчет напряжений производится с применением ЭВМ (программа DISK22), исходные данные и результаты этого расчета приведены в прил.1.

- суммарные тангенциальные напряжения в точке диска,

- суммарные радиальные напряжения в точке диска.

Изменение температуры по радиусу диска отображено на рис.4.1

Эпюры распределения напряжений отображены на рис.4.2

=

= = 254,1 МПа.

Запас прочности определяет коэффициент запаса прочности ( ). Для выбранного материала диска (сплав 20Х12ВНМФШ) при t = 436 С предел текучести =478 МПа.

Коэффициент запаса прочности: k_зап = /_max =1,88.

Характеристики

Список файлов курсовой работы