Прочность лопаток

Исследование конструктивной прочности лопаток газовых тур- [c.664]

Термический к. п. д. цикла газотурбинной установки можно было бы увеличить, повысив среднюю температуру подвода теплоты в цикле. Так как предельная температура в цикле ограничивается условиями прочности лопаток газовой турбины, то средняя температура подвода теплоты может быть [c.558]

Исследование конструктивной прочности лопаток газовых турбин с учетом влияния факторов, сопутствующих реальным условиям их эксплуатации, и др. [c.746]

Как показано на рис. 10.6, атмосферный воздух сжимается в компрессоре 1 до давления 0,8—3,0 МПа. Затем воздух посту-.пает в камеру сгорания 2, куда подается жидкое или газообразное топливо В. Топливо сгорает практически при постоянном давлении, температура в активной зоне камеры сгорания, обеспечивающая полный и достаточно быстрый процесс окисления топлива, составляет 1800—2300 К, тогда как температура продуктов сгорания (газов) перед турбиной должна быть значительно ниже, исходя из прочности лопаток турбины. Температура перед турбиной в современных ГТУ может быть 1100— 1500 К. Для снижения температуры газов, выходящих из камеры сгорания, часть воздуха, подаваемого компрессором, проходит, минуя активную зону камеры сгорания, и, перемешиваясь с высокотемпературными продуктами сгорания, обеспечивает снижение температуры общего потока продуктов сгорания перед турбиной до заданного значения. Продукты сгорания поступают в турбину 3, где при их расширении кинетическая энергия преобразуется в работу на лопатках турбины, соединенных с валом. Вал установки 4 соединяет турбину, компрессор и полезную нагрузку 5, например электрогенератор или нагнетатель транспортируемого природного газа. [c.146]

Увеличения тяги ТРД при практически неизменном перепаде давления я можно достичь с помош ью повышения температуры торможения на Выходе из выхлопного сопла, для этого можно дополнительно дожигать топливо за турбиной в сопле и таким путем форсировать тягу двигателя. При форсаже температуру газа, вытекаюш его из сопла, можно поднять до 2000 К и более, т. е. значительно выше, чем в основной камере сгорания, где температура не может быть больше значений, при которых обеспечивается прочность лопаток турбины. Для полетов с ТРД на значительных сверхзвуковых скоростях, как было указано выше, необходимо применять специальные диффузоры со сниженными потерями на сверхзвуковых скоростях. [c.143]

Заградительное (пленочное) охлаждение заключается в подаче охлаждающего воздуха из центрального канала на поверхность лопатки через отверстия или щели в ее стенках. В результате на поверхности лопатки создается пленка охлаждающего воздуха. При изготовлении лопатки методом спекания можно получить большое количество мелких пор в ее стенках и повысить эффект охлаждения. Однако при этом снижается прочность лопаток и повышаются требования к чистоте охлаждающего воздуха. [c.245]

Для повышения усталостной прочности лопаток необходимо избегать концентрации напряжений отсюда высокие требования к качеству поверхности лопаток (чистота поверхности не ниже 8-го класса). [c.283]

Существующие наработки лопаток около 10000 ч и указанные выще характеристики процесса разрушения лопаток из-за ползучести при термических циклах нагружения в пределах указанной выше наработки после ремонта позволили утверждать, что потеря длительной статической прочности лопаток была связана с повышенными монтажными напряжениями в сечениях, прилегающих к бандажным полкам лопаток. [c.623]

Определение характеристик циклической прочности конструкционных материалов и долговечности элементов конструкций при высокочастотном нагружении в соответствии с конкретными прикладными задачами (обеспечение прочности лопаток газовых турбин, элементов ультразвукового технологического оборудования, возбудителей звука и ультразвука и др ) перечень таких задач расширяется с каждым годом в связи с развитием различных отраслей техники [c.330]

При расчете на прочность лопаток радиальных турбин необходимо иметь в виду следующее а) центробежная сила действует перпендикулярно оси лопаток и вызывает ее изгиб [c.96]

Отсюда следует, что при высоких температурах предел прочности и предел текучести не могут служить критериями прочности. Критериями в этом случае надо считать предел ползучести и предел длительной прочности. При оценке усталостной прочности лопаток критерием прочности служит предел выносливости (усталости) при симметричном цикле а 1. Величину его следует принимать во внимание при выборе материала для лопаток наряду с пределами текучести и длительной прочности. Так же, как и последние, предел выносливости уменьшается с ростом температуры. На сопротивление усталости большое влияние оказывает чувствительность материала к концентрации напряжений, о которой можно судить, сравнив значения пределов выносливости гладких (0-1) и надрезанных (0-1) образцов. [c.155]

В вышеприведенной работе показано, что наиболее опасным режимом для вибрационной прочности лопаток регулирующей ступени может оказаться режим при полностью открытых двух регулирующих клапанах и соответственно при наличии двух сегментов подвода рабочего тела. В рассматриваемой работе экспериментально показано, что время нагружения или разгружения рабочих лопаток составило от 1 /2 до 1 /4 их периода колебаний. Этот факт говорит о том, что случай прямоугольной нагрузки практически не реализуется. [c.85]

При установлении предельного числа оборотов турбины в указанных пределах, при которых должен срабатывать автомат безопасности и прекращать доступ пара в турбину, следует учитывать условия эксплуатации турбины и техническое состояние ее ротора (прочность лопаток, бандажей, дисков и других деталей) и состояние ротора генератора. [c.179]

При настройке бойков следует учитывать условия эксплуатации турбины и техническое состояние ее ротора (прочность лопаток, бандажей, дисков и других деталей) и состояние ротора генератора. [c.102]

Срывы потока сказывались с особой силой на холостом ходу, когда последняя ступень работает в режиме торможения при очень большом характеристическом числе w/ o. Развивающиеся при этом срывы распространялись против основного потока в глубь проточной части, увеличивая потери энергии, повышая разогрев выходной части ЦНД и вызывая эрозию выходных кромок РЛ. Все это требовало некоторых ограничений работы турбины при малых нагрузках. Эти новые в то время опасные для прочности лопаток нестационарные явления побудили пересмотреть принципиальную основу проектирования РК последних ступеней. Значительное повышение степени реактивности в корневом сечении ступени было сильным средством для устранения срывов в широкой области частичных нагрузок. [c.31]

Хотя амплитуды этих пульсаций обычно значительно меньше, чем могут быть от ПАС под влиянием потенциальной и вязкой неравномерности потока, все же может создаться ситуация, когда неустойчивый скачок конденсации может быть опасным для вибрационной прочности лопаток. Поэтому необходимо достаточно точно определять зону возможной интенсивной конденсации пара ири сверхзвуковом течении и выбирать геометрию профилей лоиаток, исключающую появление интенсивных нестационарных скачков конденсации. Обычно за горлом сопел паровых турбин темп роста живых сечений настолько велик, что нет опасности появления нестационарного скачка конденсации. [c.229]

В некоторых методиках пренебрегают наличием лопаток и рассматривают диафрагму как сплошное полукольцо. Это допустимо лишь при весьма коротких лопатках. Такой подход к решению задачи не дает, однако, возможности оценить прочность лопаток, которые являются весьма напряженным элементом конструкции. [c.322]

На практике ее величина ограничивается прочностью лопаток и диска рабочего колеса компрессора (или турбины), а также из газодинамических соображений. [c.40]

Рассмотренные нами решетки с внутренней системой скачков уплотнения имеют ряд существенных недостатков. Во-первых, применение профилей с острыми кромками приводит к значительным трудностям в обеспечении необходимой прочности лопаток (вследствие концентрации напряжений в кромке и появления трещин) и к технологическим трудностям в их изготовлении. Во-вторых, в условиях эксплуатации из-за попадания в компрессор твердых частиц острые передние кромки выкрашиваются и скругляются. Поэтому решетки с внутренней системой скачков широкого применения не получили. [c.73]

Иногда при доводке уже выполненной турбины приходится увеличивать межлопаточный осевой зазор по соображениям увеличения динамической прочности лопаток, когда нет других средств избавиться от резонансных колебаний лопаток. [c.168]

Кинематические и газодинамические параметры ступени. Одним из основных кинематических параметров является окружная скорость а наибольшем внешнем диаметре колеса к- Окружная скорость является важным конструктивным параметром ступени, она ограничивается как прочностью лопаток и диска рабочего колеса, так и газодинамическими соображениями. В авиационных осевых компрессорах обычно Wk=Wki=300. .. 500 м/с. Это значение, равно как и другие, приведенные в этой главе, относятся к расчетному режиму работы ступени. В центробежных и диагональных ступенях наибольшую окружную скорость имеют кромки лопаток в сечении за колесом, причем в центробежных ступенях к= 2 может превышать 500 м/с. [c.58]

Значения располагаемой мощности приведены к температурам газа перед ТВД и ТНД 750 и 700 °С соответственно. Ограничение температуры газа перед ТНД по сравнению с проектным значением 750 °С вызвано недостаточной прочностью лопаток ступеней ТНД. [c.160]

Как видно, дополнительный отжиг готовых образцов при 530° С в течение 2 ч не изменяет прочностные и пластические свойства, но значительно повышает усталостную прочность лопаток и ликвидирует отрицательное влияние прижогов. Например, предел выносливости лопаток с прижогами снижается с 33 до 21 кгс/мм (при этом наблюдается значительный разброс свойств), а после дополнительного отжига и полирования повышается до 50 кгс/мм (база испытания 10 циклов) и происходит выравнивание свойств. [c.291]

В работе [10] было изучено влияние структуры на усталостную прочность лопаток из сплава ВТ8, изготовленных по серийной технологии из прутков, имеющих макроструктуру I и III балла. Механические свойства этих штамповок приведены в табл. 134. [c.302]

Б. Ф. Балашовым было показано повышение усталостной прочности лопаток из сплава ВТЗ-1 до 50% за [c.307]

Лопатки имеют более однородную структуру и свойства, чем диски. Предел прочности лопаток составляет 100—104 кгс/мм2, относительное удлинение 12—17%, поперечное сужение 32—55%- [c.402]

Основным 1 ином осевых турбин в ГТУ всех типов являются турбины со ступенями давления. Располагаемый тепло-перепад делится между ступенями, и при некоторой окружной скорости vv , обусловленной прочностью. лопаток и дисков, достигается оптимальное отношение wjwu в каждой ступени. Гидравлические потери в ( — 1)-й ступени многосту пенчатой турбины вызывают повышение температуры газа при входе в -ю ступень (Г > Г ), в результате Hf > Hf (рис. 4.10) и АН = Н - Hf = Н у X Tf/Tf — I). Поэтому сумма располагаемых теплоперепадов по всем ступеням больше Н и определяется соотношением [c.188]

Профильная часть (перо) 3 лопатки ограничена сверху ленточным бандажом 4, служащим для соединения лопаток в пакет. Такое крепление способствует повышению частоты собственных колебаний и вибрационной прочности лопаток. Иногда (Зандаж применяют для уплотнения радиального зазора. Шип 5 [c.191]

Разработана [154] электродинамическая установка длк испытания на усталость лопаток турбин и компрессоров в условиях высоких температур. Частота нагружения от 200 до 3000 Гц, температура испытания до 1200°С. Испытания на усталость замковых соединений лопаток турбин и компрессоров проводят при совместном действии статического растяжения и переменного изгиба на машине резонансного типа [50]. Установка УЛ-(1 предназначена для исследования усталостной прочности лопаток и образцов в резонансном режиме [3]. Разновидностью электромагнитной установки для испытания лопаток является выпускаемая в ЧССР машина Турбо . Лопатки турбомашин испытывают на резонансных частотах Возбуждение колебаний лопаток может осуществляться пульсирующей воздушной струей [50]. Создана многообразцовая электромагнитная машина для испытания на усталость лопаток при одновременном статическом растяжении в условиях высоких температур и специальных сред, а также установка для испытания на усталость диска турбины с укрепленными на нем лопатками с электродинамическим возбудителем колебаний. Имеются установки для испытания лопаток и образцов при растяжении и изгибных колебаниях, а также на термическую уста-лость . [c.226]

Гидрогалтовка по режиму 89 лопаток 10-й ступени ротора компрессора изделия А, создающая наклеп глубиной до 20 мкм и со степенью около 7%, близкой к оптимальной для сплава ВТ9 при 500° С, повышает при этой температуре сопротивление усталости лопаток на базе 100 млн. циклов на 13% по сравнению с сопротивлением усталости лопаток после ЭХО. Наклеп после гидрогалтовки по режиму 90 глубиной 45 мкм со степенью 17,5%, превышающий оптимальную степень наклепа сплава ВТ9 для 500° С, является практически не эффективным, а при дальнейшем увеличении базы испытания наклеп такой интенсивности будет вызывать снижение усталостной прочности лопаток. [c.212]

П и с а р е н к о Г. С. и др. Некоторые вопросы прочности лопаток и дисков газовых турбин. Киев, изд-во АН УССР, 1962. [c.253]

Папченко И. И., Вибрационная прочность лопаток турбин, Машгиз, 1959. [c.429]

Критериями прочности лопаток могут быть предел текучести Оо,2, предел усталости ст 1, предел ползучести Опл, предел длительной прочности (Удл- [c.163]

Величины и соотношения объемной и ударной составляющих недостатка скорости в следе н даже их знаки получаются различными в зависимости от класса ступеней турбомашин (активных, реактивных, компрессорных и др.). Детальные характеристики недостатка скорости в следе позволяют установить опасные зоны переменных импульсов давления и дать качественную оценку характера этих импульсов, важную для решения проблемы вибрационной прочности лопаток. В зонах больших касательных составляющих недостатков скорости Awix необходимо уделять особое внимание выбору шагового отношения 0, оказывающего решающее влияние на величину ПАС от объемного эффекта. [c.246]

Величина осевой скорости на входе в рабочее колесо обычно выбирается в пределах 200. .. 220 м/с. Окружная скорость выбирается из условия получения заданного значения числа M i или из условия ограничения прочностью лопаток рабочего колеса (на наружном радиусе < 450. .. 500 м/с для стальных лопаток и к с 550. .. 600 м/с для титановых лопаток) или из условия допустимого уровня шума. По данным Л. Е. Ольштейна для вентиляторных ступеней (оптимальных по условиям шума) л.опт (ш) == 390. .. 430 м/с (в зависимости от нагрузки ступени). [c.77]

Такое распределение работы характерно для компрессоров, состоящих из достаточно большого числа однотипных ступеней (г= = 5—6 и более). В некоторых случаях для увеличения степени повышения давления и производительности уже спроектированного осевого компрессора к нему добавляется опереди еще одна ( нулевая ) ступень. Если в качестве такой ступени используется трансзвуковая ступень, а остальные ступени дозвуковые, то модифициро--ванный компрессор будет иметь ступени смешанного типа. В эток случае распределение работы сжатия по ступеням будет иметь иной характер. Трансзвуковую ступень для получения хороших значений КПД обычно выполняют довольно сильно нагруженной. В дозвуковой части компрессора распределение работы остается прежним. Но вследствие повышения температуры воздуха при сжатии его в трансзвуковой ступени окружные скорости в дозвуковых ступенях при сохранении прежнего уровня чисел М могут быть несколько увеличены. Если эта возможность может быть реализована по условиям прочности лопаток, то адиабатическая работа сжатия в каждой из дозвуковых ступеней будет соответственно увеличена. На рис. 3. 9 этот случай представлен кривой 2. [c.111]

Расположение лопатки между сегментовидными сухарями в захвате дает возможность вращать ее относительно плоскости действия возбуждающей силы Вследствие того что плоскость качания пера лопатки не перпендикулярна к плоскостям хвостовика, указанное конструктивное решение позволяет, во-первых, наиболее полно использовать мощность виброустановки для возбуждения колебаний лопатки, во-вторых, располагать лопатку в плоскости, удобной для измерения размера трещины. Это обстоятельство особенно важно в связи с тем. что камера ограничивает оперативное пространство микроскопа. Следует отметить, что между сухарями и хвостовиком лопатки устанавливали электроизолирующие прокладки из стеклотекстолита толщиной 1 мм для воспрепятствия образованию гальванической пары металл лопатки — металл захвата. Наличие такой пары может отразиться на коррозионно-усталостной прочности лопаток и привести к неоднозначности результатов исследований, [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...