Шероховатость поверхности лопаток

В книге изложены основные вопросы теории лопаточного аппарата паровых и газовых турбин приведены методы расчета аэродинамических характеристик решеток лопаток бесконечной и конечной длины дано теоретическое обоснование выбора допустимой шероховатости поверхности лопаток рассмотрено влияние шероховатости поверхности на потери энергии в решетках освещены особенности течения рабочей среды в решетках при сверхзвуковых скоростях изложена теория расчета лопаточного аппарата сравнительно большой длины. [c.2]

Во второй главе дано теоретическое обоснование и изложена методика определения допустимой шероховатости поверхности лопаток, рассмотрено влияние шероховатости поверхности на эффективность лопаточного аппарата осевых турбомашин. [c.3]

Независимо от характера движения основного потока рабочей среды вне пограничного слоя, течение среды в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным. Характер движения среды в пограничном слое зависит от ряда факторов области изменения местного числа Рейнольдса Re вдоль поверхности лопатки (Кеб = - ), величины и направления градиента давления, степени шероховатости поверхности лопаток, степени 22 [c.22]

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДОПУСТИМОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЛОПАТОК. [c.98]

Результаты исследования шероховатости поверхности лопаток в эксплуатационных условиях [c.98]

Вернемся к рассмотрению результатов обследования шероховатости поверхности лопаток в эксплуатационных условиях. [c.103]

При этих условиях шероховатость поверхности лопаток при работе оборудования будет увеличиваться более медленно, а начальный период его эксплуатации, когда шероховатость лопаточного аппарата практически еще не сказывается на экономических показателях, возрастет. Это также указывает на то, что имеющий место в настоящее время факт сравнительно быстрого увеличения шероховатости на большой части лопаток (в процессе эксплуатации) не может служить основанием для понижения требований к чистоте поверхности при изготовлении лопаточного аппарата, чем это требуется для обеспечения минимума потерь от трения в проточной части турбины. Эти соображения легли в основу ныне действующих руководящих указаний по выбору необходимой чистоты поверхности рабочей части лопаток паровых и газовых турбин. [c.105]

Определение допустимой величины шероховатости поверхности лопаток [c.105]

Сопоставление результатов расчета допустимой шероховатости поверхности лопаток пр формуле (127) с опытными данными показало удовлетворительное их соответствие. Приведем примеры. [c.120]

На рис. 57 приведены результаты исследования влияния шероховатости поверхности лопаток на коэффициент потерь в турбинной решетке [41 ]. Шероховатость поверхностей достигалась путем оклейки их наждачной бумагой с различной величиной зерен. Число Re в опытах было равно 5,5-10 (при Ь = 209 мм). [c.121]

Рис. 58. Влияние шероховатости поверхности лопаток а — изменение к. п. д. решетки в зависимости от угла атаки i при различной шероховатости поверхности лопаток (Re =2 — 3 10 , й= А0,5мм)

Rep = (0,2--6)10 Таким образом, испытания ступеней части высокого и среднего давления в лабораторных условиях на воздухе производятся при значительно более низких величинах Re, чем значения Re имеют в натурных условиях. Поскольку изготовляемые на заводах лопатки натурных турбин в аэродинамическом отношении являются гладкими, то при изготовлении лопаточного аппарата для облопачивания воздушных экспериментальных турбин можно допускать большую шероховатость поверхности, чем для натурных турбин. Однако в некоторых случаях к шероховатости поверхности лопаток экспериментально исследуемых ступеней должны предъявляться требования более высокие, чем для натурных лопаток. Это относится к ступеням части низкого и среднего давления, которые в натурных условиях работают при сравнительно небольших значениях Re, находящихся в той области изменения Re, в которой производится испытание ступеней в указанных экспериментальных турбинах. В этом случае, поскольку размер хорды лопаток [c.123]

Шероховатость поверхности лопаток [c.126]

Зависимость (138) может быть использована для непосредственного определения изменения к. п. д. ступени из-за шероховатости поверхности лопаток (если шероховатость превышает допустимую величину). [c.133]

Учитывая, что увеличение коэффициента профильных потерь в решетке из-за шероховатости поверхности лопаток может быть представлено равенством [c.133]

В ЦКТИ были проведены испытания турбинной ступени при различной шероховатости поверхности лопаток. Шероховатость создавалась искусственным путем на лопатки наносился абразивный порошок с ks = 12, 60, 130 и 260 мк. [c.133]

Определение уменьшения к. п. д. ступени из-за шероховатости поверхности лопаток расчетным путем производилось с использованием выражений (140) и (138) для трех значений k (60, 130 и 260 мк), при которых проводились опыты (рис. 63). Сопоставление расчетных и опытных величин Ат) , (табл. 8) показывает сравнительно удовлетворительное их соответствие. Лишь когда шероховатость поверхности была чрезмерно большой k = 260 мк) расчетное значение Ат) оказалось значительно меньше опытного. [c.135]

В качестве примера приведем результаты расчета изменения к. п. д. ступеней турбины ВТ-25 после 56 930 ч работы. Данные замера шероховатости поверхности лопаток этой машины при этих условиях приведены на рис. 47. Изменение числа Re по ступеням и размеры хорд нами были взяты из заводского расчета проточной части. [c.135]

Как показали расчеты, уменьшение к. п. д. ступеней части высокого и среднего давления из-за имевшего место увеличения шероховатости поверхности лопаток (после работы турбины в течение 56 930 ч) ориентировочно составляет около 1%. Коэффициент по- [c.135]

В действительности, однако, можно только стремиться к полному подобию, оно никогда не будет осуществлено полностью. Чтобы достигнуть полного подобия, необходимо в равном соотношении варьировать отдельными геометрическими размерами гидравлических параметров конструкции рассматриваемого типа муфты, изменять также мельчайшую шероховатость поверхностей лопаток или каналов вращающихся колес, соприкасающихся с жидкостью. [c.47]

Ориентировочные значения абсолютной шероховатости поверхностей лопаток приведены в табл. 5. [c.58]

Выше были рассмотрены характеристики решеток гладких профилей. В условиях эксплуатации шероховатость поверхностей лопаток может достигать больших значений. Она меняется и при различных способах изготовления лопаток. [c.120]

В заключение можно отметить, что недостаточная жаропрочность материала пористых оболочек не дает возможности полностью реализовать эффект от повышения температуры. При длительной эксплуатации двигателя происходит засорение пор оболочки твердыми частицами пыли и продуктов сгорания, что также ухудшает надежность работы системы охлаждения. Наконец, шероховатая поверхность лопаток вызывает некоторое снижение КПД тур-бины= . [c.193]

Дальнейшую интенсификацию теплообмена и увеличение глубины охлаждения можно обеспечить, используя проникающее (пористое) охлаждение. В конструкции лопаток предусматривают пористую профильную оболочку с внутренним несущим стержнем (рис. 4.39 и 4.32, а). Охлаждающий воздух поступает в зазоры между несущей конструкцией и пористой оболочкой и выдувается через пористую стенку в пограничный слой, образующийся на наружной поверхности. Такое рещение улучшает эффективность охлаждения, но связано с более высокими требованиями к чистоте охлаждающего воздуха. Повышенная шероховатость поверхности лопаток ухудшает ее аэродинамические характеристики. [c.115]

Ati —снижение КПД производства электроэнергии А = К/1 — относительная шероховатость поверхности лопаток ГТ (К — шероховатость поверхности лопаток, / — длина рассматриваемого профиля лопатки) [c.177]

Полезное обсуждение влияния шероховатости поверхности лопаток на характеристики решеток турбомашин можно найти в работах [7.9, 10.28, 11.41]. [c.337]

Характеристики решеток при больших числах Рейнольдса зависят от шероховатости поверхности в значительно большей степени, чем при низких. Например, при Ке = 10 потери в решетке, имеющей песочную шероховатость поверхности лопаток 0,01% длины хорды профиля, будут в 2,3 раза больше, чем в аналогичной решетке с лопатками, имеющими гидравлически гладкую поверхность. При Ке==10 не наблюдается ка-кой-либо разницы в характеристиках решеток с лопатками, имеющими шероховатую или гладкую поверхность. По этой причине характеристики ступеней высокого давления паровых турбин чрезвычайно чувствительны к качеству обработки поверхности лопаток, тогда как ступени низкого давления могут иметь лопатки с шероховатой поверхностью без заметного ущерба для их характеристик. [c.338]

По той же причине характеристики компрессоров высокого давления ГТД очень чувствительны к шероховатости поверхности лопаток. В процессе экспериментального исследования [11.43] оценивались характеристики трехступенчатого компрессора с гладкими лопатками и лопатками, на которые в трех различных вариантах наносилась наждаком шероховатость поверхности. Ухудшение характеристик компрессора при увеличении шероховатости поверхности лопаток получилось весьма заметным. Характеристики стали значительно круче, отмечены [c.338]

Характеристики решеток газовых и паровых турбин очень чувствительны к шероховатости поверхности лопаток, вызванной эрозией, коррозией или загрязнением. Проводились испытания четырехступенчатой турбины с лопатками, покрытыми наждачной бумагой с различными калибрами зерен различие в КПД турбины в отдельных случаях достигало 14% [11.44]. В работе [11.41] получены аналогичные результаты. При использовании лопаток, поверхность которых была обработана пескоструйной машиной и имела меньшую степень шероховатости, ухудшение характеристик турбины оказалось существенно менее значительным. В работе [11.45] теоретически и экспериментально исследовано влияние выпуска инородных частиц в проточную часть турбины увеличение концентрации этих частиц приводило к ухудшению характеристик. [c.339]

Шероховатость поверхности лопаток 337, 338 [c.389]

Шероховатость поверхностей литых рабочих и сопловых лопаток ГТД согласно отраслевому стандарту ОСТ 1.41793-78 приведена в табл. 39. Обозначения размеров допусков литых турбинных лопаток приведены в табл. 40. [c.128]

Шероховатость поверхностей литых лопаток ГТД [c.128]

Для получения более точных заготовок, например, турбинных лопаток с припуском до 0,20...0,15 мм и параметром шероховатости поверхности / z=6,3...3,2 мкм, применяют отделочную вальцовку, обычно проводимую. в холодном состоянии. При этом расход металла снижается на 35%, трудоемкость на 20%, себестоимость на 35 %. Производительность процесса — тысячи заготовок в смену. [c.93]

Технические условия на изделия, как правило, не регламентируют значений основных параметров поверхностного слоя и часто ограничиваются указанием шероховатости поверхности и ее микротвердости. Не всегда учитываются также последовательность и структура операций, режимы обработки, различные методы обработки, которые выбираются в основном из условия получения высокой производительности. В результате различные технологические процессы приводят к изготовлению деталей разного уровня надежности, как можно видеть на примере турбинных лопаток, прецизионных шпинделей, сложных корпусов и Других ответственных деталей. [c.436]

Исследования показали, что сопротивление усталости при рабочих температурах образцов и лопаток из жаропрочных сплавов и стали после ЭХО определяется в основном шероховатостью поверхности и наличием следов растравливания по границам зерен. После ЭХО с последующим шлифованием абразивной лентой, фетровым кругом и виброконтактным полированием, а также деформационным упрочнением после ЭХО с шероховатостью поверхности у9—VlO усталостная прочность в основном определяется поверхностным наклепом. Поверхностный наклеп в зависимости от методов и режимов окончательной обработки может изменяться в широких пределах, соответственно меняются и характеристики усталости материалов. Он является наиболее чувствительным параметром качества поверхностного слоя, и для каждого сплава и температуры нагрева суш,ествует своя оптимальная степень наклепа, обеспечивающая максимальную усталостную прочность. [c.223]

Влияние наклепа на эксплуатационные показатели и, в частности, на усталостную прочность зависит от температуры, при которой работает деталь. При высоких температурах, которые характерны, например, для лопаток турбин, наклеп снижает усталостную прочность и сопротивление циклическим температурным нагрузкам. Правда, параллельно с наклепом в поверхностном слое возникают остаточные напряжения, и если они сжимающие, а не растягивающие, то положительно влияют на усталостную прочность. К взаимодействию указанных двух факторов добавляется влияние шероховатости поверхности. Все это требует тщательной отработки технологии, проведения значительного числа опытов, которые позволили бы найти оптимальное решение, обеспечивающее не только производительность и экономичность, но и надежную работу деталей, [c.40]

Все перечисленные потери взаимосвязаны и зависят от режима течения и геометрических характеристик решетки профилей. На профильные потери большее влияние оказывают угол поворота потока, угол атаки, относительный шаг, толщина выходной кромки и шероховатость поверхности лопаток, на концевые потери — относительная длина лопаток. Режим течения в решетках характеризуется числами М и Re. При вычислении числа Re за определяющий размер принимается хорда лопатки, так что Rei, = ibjo , Кеаг = W2tbJo2- [c.107]

Рис. 63. Опытные данные об изменении характеристик ступени из-за шероховатости поверхности лопаток (Г. Г. Шпензер)

Выполнение этого требования возможно только при высокой чистоте перегретого пара, так ка)с отложения на лопатках и соплах тур-бин1л уменьшают их проходные сечения, резко увеличивают шероховатость поверхности лопаток и сопел, нарушают распределение энергии по ступеням, повышают давление за ними и снижают мощность и к. п. д. машины. [c.3]

Изменяя технологические параметры, можно управлять степенью, глубиной наклепа, шероховатостью поверхности и остаточными напряжениями в ПС. Рациональные технологические режимы упрочнения для конкретных деталей устанавливаются экспериментально. Например, обработку лопаток из стали 13Х12Н2ВМФ ведут стальными шариками 01,6...2,5 мм на следующем режиме амплитуда колебаний вертикальная - 2,9... 3,6 мм боковая - 1...1,1 мм осевая - 0,1...0,15 мм частота колебаний - 24 Гц шероховатость поверхности лопаток после виброупрочнения соответствует =0,16...0,32 мкм. [c.223]

Способ применяют для отливки мелких и средних деталей произвольной конфигурации. Высокая точность размеров (+ 2%) и малая шероховатость поверхности позволяют в большинстве случаев обойтись без последующей механической обработки, вс.чедствие чего этот способ часто пр п.меняют для изготовления деталей из труднообрабатываемых материалов (например, турбинных лопаток. из жаропрочных сплавов). [c.54]

На лопатках второй ступени наблюдались большие разрушения — на отдельных участках некоторых лояаток наблюдались зазубрины до 5—6 мм глубиной, а толщина лопаток по сравнению с исходным размером уменьшилась на 0,5—1 мм, рабочая поверхность лопаток не имела особых повреждений, но на нерабочей поверхности наблюдались местные изъязвления — раковины диаметром до 0,5 мм. На третьем колесе разрушению подверглись только незначительная часть лопаток, причем разрушение было значительно меньшим, чем на первом. На четвертом колесе была обнаружена лишь одна лопатка, на выходной кромке которой наблюдались шероховатости. Пятое колесо оставалось в полной сох]занноети. [c.43]

Основными параметрами качества поверхностного слоя, определяющими характер влияния технологических факторов на усталость лопаток, являются глубина и степень наклепа, так как шероховатость поверхности обычно соответствует 9-му классу независимо от метода изготовления их. Если упрочнение образцов виброгалтовкой и гидродробеструйной обработкой (режимы 94—95) снижает усталостную прочность при 450° С, то при комнатной температуре в лопатках 3-й ступени ротора компрессора изделия Б этот же наклеп по сравнению с ЭХО повышает сопротивление усталости на 30—45% (база испытания 20 млн. циклов). [c.212]

Электрохимическая обработка. В основе этого метода обработки лежат явления электролиза, обычно — явления анодного растворения металла обрабатываемой заготовки с образованием различных неметаллических соединений. При применении нейтральных электролитов образуются гидраты окиси металла [например, Fe (0Н)2 или Fe(OH)g], которые, выпадая в осадок, пассивируют обрабатываемую поверхность и забивают межэлектродный зазор. Чтобы удалить указанные продукты из зоны обработки, электролит прокачивают через межэлектродный промежуток с большой скоростью. Прокачивание обеспечивает также охлаждение электролита, позволяет довести плотность тока при обработке до нескольких сот ампер на квадратный сантимер, получить очень большой съем металла в единицу времени (до десятков тысяч кубических миллиметров в минуту). Процесс характеризуется также полным отсутствием износа электрода-инструмента и независимостью точности и шероховатости поверхности от интенсивности съема, т. е. возможностью получить большую точность и низкую шероховатость при высокой производительности. Обработка в проточном электролите применяется при изготовлении деталей сложного профиля из труднообрабатываемых сталей и сплавов (например, пера турбинных лопаток, полостей в штампах и пресс-формах), в том числе— изготовляемых из твердых сплавов, при прошивании отверстий любой формы. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...