Прочность рабочих лопаток

Пример 8.1. Расчет прочности рабочих лопаток. [c.279]

В связи с этим расчет на прочность рабочих лопаток первых ступеней до перегрузочной камеры необходимо выполнить при экономической нагрузке. Расчет на прочность рабочих лопаток, расположенных за перегрузочной камерой, должен производиться для теплового процесса при максимальном пропуске пара через турбину. При полностью открытом дроссельном клапане и неизменной начальной температуре расход пара перед соплами в соответствии с формулой (13) можно представить в следующем виде [c.10]

Стремясь наилучшим образом решить задачу прочности рабочих лопаток, конструкторы допускали малую степень реактивности в корневом сечении. При этом удавалось спроектировать корневое сечение, обладающее большим моментом сопротивления. С этой целью была даже попытка выполнять последнюю ступень с высокой отрицательной степенью реактивности (до —0,2). Однако аэродинамически такая ступень оказалась несовершенной, и она вскоре была заменена ступенью с положительной степенью реактивности. [c.30]

Глава II ПРОЧНОСТЬ РАБОЧИХ ЛОПАТОК [c.32]

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОЧНОСТЬ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ПОСЛЕДНИХ СТУПЕНЕЙ [c.60]

Необходимые для расчета величины центробежных сил лопатки и бандажных связей берут из расчета на прочность рабочих лопаток. При определении центробежных сил хвоста и грибка диска их разбивают на ряд участков. Расчетные сечения проводят через впадины между зубцами хвоста 1 (рис. 38) и соответствующие им впадины грибка обода диска 2. [c.87]

Расчет на прочность роторов производится обычно тогда, когда основные размеры ротора уже выбраны из условий прочности рабочих лопаток, хвостовых соединений, диафрагм, удовлетворительной жесткости вала с точки зрения критической частоты вращения, а также из соображений уравновешивания упорного давления. Таким образом, этот расчет является проверочным. Проверка максимальных тангенциальных напряжений на расточке ротора и радиальных в месте сопряжения диска с валом заставляет зачастую выбирать новые конструктив- [c.232]

Увеличение температуры газа прежде всего ограничивается прочностью рабочих лопаток турбины. Решение задачи повышения температуры газа при сохранении необходимой надежности работы элементов газовой турбины идет по двум направлениям дальнейшее повышение жаропрочности и жаростойкости материалов, а также разработка керамических и спеченных материалов для турбинных лопаток. Опыт показывает, что решение этой проблемы связано с большими трудностями. Средний темп прироста температуры газа благодаря повышению жаропрочности металлических материалов за последние 20 лет не превышает 10 К в год. В настояш,ее время турбинные лопатки, выполненные из лучших литых сплавов на основе никеля и кобальта, могут работать длительное время без охлаждения при температуре газа не выше 1250 К. [c.188]

При построении диаграммы по оси абсцисс обычно откладывают электрическую мощность, отмечая ее номинальное P q и максимальное Р значения. По оси ординат откладывают расход свежего пара G, отмечая максимально допустимое значение Значения РэО> Рэ.макс и акс определяются заданием на проектирование, условиями надежной работы (например, предельно допустимым осевым усилием или прочностью рабочих лопаток) или возможностями другого оборудования (например, предельной мощностью электрического генератора). Таким образом, возможные режимы работы лежат в прямоугольнике, ограниченном осями координат и прямыми G = тлР = Р . [c.320]

Наибольшие трудности вызывает создание охлаждаемых турбин высокого давления, в которых стремятся ограничиться числом ступеней г = 1. .. 2. При этом должна быть обеспечена требуемая прочность рабочих лопаток и дисков несмотря на значительные температуры газа Т = 1450. .. 1650 К, а в перспективе до Т = 1800 К и более). [c.130]

ПРОЧНОСТЬ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ГАЗОВЫХ ТУРБИН [c.277]

Скоростью С2 определяется потеря энергии с выходной скоростью в последней ступени АЯв.о==С2 /2, которая существенно сказывается на кпд всей турбины. Удельный объем пара V2 зависит от давления в конденсаторе рк и характеристики выхлопного патрубка. При технико-экономических расчетах параметров Сг и Уг учитывают, с одной стороны, экономию теплоты при снижении давления рк и уменьшении скорости С2, а с другой — удорожание конденсационной установки и самой турбины при работе на более глубоком вакууме. Обычно давление Рк выбирают от 3,5—5 до 9 кПа, а потери с выходной скоростью АЯв.о от 20 до 50 кДж/кг (при С2=200-=-300 м/с). При заданной частоте вращения ротора максимальная кольцевая площадь ступени Q ограничивается прочностью рабочих лопаток. [c.63]

Последние ступени конденсационных турбин отличаются большими высотами сопловых и рабочих лопаток, так как эти ступени в турбине работают с наибольшим объемным расходом пара О у. В связи с большой длиной рабочих лопаток последней ступени их механическая прочность находится на пределе. Другими словами, предельный расход пара, который можно пропустить через последнюю ступень, зависит от механической прочности рабочих лопаток последней ступени. Предельный расход пара, который можно пропустить через один поток [c.141]

Рудольф Бирман, один из наиболее продуктивных изобретателей и исследователей радиальных турбин, предложил метод профилирования межлопаточных каналов РК, отличающийся отсутствием диффузорного эффекта, присущего многим конструкциям РК Для обеспечения конфузорности каналов — значительного ускорения газа в относительном движении, необходимо интенсивно уменьшать проходное сечение канала по ходу газа. Это достигается устройством рабочих лопаток в виде полнотелых профилей оболочковой конструкции, что предотвратит отрыв потока от ведущей стороны лопатки, значительно уменьшит чувствительность ступени к углам атаки при входе в решетку РК, улучшит экономичность ступени в широком диапазоне uJ . Уменьшатся потери па трение, возрастет число Re. Одновременно конструкция обладает улучшенными показателями прочности и вибрационной устойчивости. [c.64]

РАСЧЕТ РАБОЧИХ ЛОПАТОК НА ПРОЧНОСТЬ [c.46]

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]

Использование паяных бандажей при высоких температурах в газовых турбинах встречает существенные трудности в связи с относительно низкой жаропрочностью применяемых припоев и трудностями использования при пайке рабочих лопаток специальных жаропрочных припоев. На фиг. 102 приведен график изменения прочности паяных соединений в зависимости от типа припоев. Соединения, выполненные серебряным припоем марки ПРС-45, уже начиная с температуры 200°, существенно снижают свою прочность. Использование медно-цинкового припоя типа ЛОК-59-0,3 позволяет повысить область температур его возможного применения до 300—350°. Лишь введение специальных жаропрочных припоев на никелевой основе дает возможность использовать паяные соединения до 700—750°. [c.152]

Повреждение рабочих колес дымососов. Прочность рабочих колес дымососов снижается при значительном повышении температуры дымовых газов, например при загорании отложений сажи и уноса в хвостовых поверхностях нагрева котлоагрегата или при неплотностях газовых перегородок. Деформации лопаток, изгибающихся при нагреве, могут повести к их отрыву и разрушению рабочего колеса. К тем же последствиям может повести обрыв одной или нескольких лопаток, ослабленных вследствие золового износа или неудовлетворительного крепления к дискам и бандажным кольцам. Имеются также случаи разрушений роторов вследствие сильной вибрации или попадания в корпус посторонних предметов, например части заслонки, установленной над выходным патрубком дымососа (неправильное расположение заслонки) или оторвавшейся брони корпуса дымососа. Несвоевременная остановка при возникновении вибрации, стуков и ненормальных звуков может повести к разрушению машины. [c.185]

Учитывая все эти обстоятельства, рекомендуется обработку поверхности лопаток из сталей с < 75 кГ/мм из условия обеспечения вибрационной прочности производить не ниже 7-го класса чистоты. При обработке рабочих лопаток последней ступени мощных конденсационных турбин и им аналогичных по уровню напряжений, изготовляемых из сплавов с более высоким пределом прочности и работающих в весьма напряженных условиях, их поверхность должна соответствовать, несмотря на отсутствие такой необходимости с точки зрения аэродинамики, 8-му классу чистоты. Для этих лопаток даже небольшое снижение предела усталости из-за шероховатости поверхности может оказать большое влияние на их надежность в работе. [c.127]

Перед началом собственно конструкторской работы было проведено аэродинамическое исследование профилей лопаток. Одновременно производились исследования прочности материалов, причем особое внимание уделялось проверке эффективности крепления хвостов рабочих лопаток турбины. [c.167]

Современные стационарные газовые турбины проектируются для температуры газа до 750°. Дальнейшее развитие газовых турбин в основном зависит от уровня техники производства соответствующих высококачественных жароупорных сплавов. Для ответственных деталей турбин, рабочих лопаток и дисков допускаемые напряжения принимаются равными 60% от длительной прочности за 100 тысяч часов работы и 100% предела текучести, соответствующей сум марной деформации в 1% за 100 тысяч часов работы. [c.344]

При конструировании рабочих лопаток основное внимание уделяется трем факторам проектированию профильной части лопатки, обеспечивающей высокие аэродинамические характеристики ступени, созданию надежной лопатки с точки зрения статической и вибрационной прочности и технологичности изготовления лопатки. [c.32]

Роль окружной скорости ступени с высокой газодинамической нагрузкой видна на примере ДТРДФ F101, у которого охлаждается только одна ступень турбины, несмотря на очень высокую Г (около 1650 К), вследствие применения окружной скорости более 450 м/с. Таким образом, применение высокой окружной скорости позволяет упростить создание системы охлаждения турбины. Однако увеличение окружной скорости сопряжено с повышенными трудностями обеспечения необходимой прочности рабочих лопаток и дисков. [c.49]

Описаны результаты комплекса исследований свойств (коррозионная стойкость, структура, длительная, усталостная и термоусталостная прочность и др.) защитных покрытий и материала лопаток газовых турбин. Обоснована применимость электронно-лучевого покрытия Со—Сг—А1—У для защиты от коррозии рабочих лопаток ТВД и ТНД установок типа ГТ-100, работающих в пиковом реяише. [c.244]

Анализ условий эксплуатации диска показал, что в разрушенном выступе действовали повышенные вибрационные напряжения из-за первоначального разбандажирования рабочих лопаток в зоне его расположения. Это обусловило повреждение рабочей грани выступа фреттинг-коррозией и снижение усталостной прочности диска по выступу. Воздействие на межназовый выступ повышенных вибрационных нагрузок на фоне его пониженной усталостной прочности и привело к зарождению в выступе усталостной трещины. [c.506]

Сталь ЭИ787 применяют для изготовления турбинных лопаток и дисков, спрямляющих и рабочих лопаток осевых компрессоров, колец соплового аппарата [28, 27, 35]. После закалки с высоких температур (1180—1200° С), второй закалке н старения сталь имеет высокую жаропрочность, но низкие пластические свойства и чувствительность к надрезу при 600—700° С. Закалка с 1140—1160° С, выдержка 4— 8 ч + вторая закалка с 1050° С, выдержка 4 ч с охлаждением на воздухе и старение в течение 16—25 ч при 750—840° С обеспечивают несколько меньшую жаропрочность, но лучшее сочетание прочности, пластичности и нечувствительности к надрезу (табл. 33). [c.175]

Как и при расчете рабочих лопаток ( 32), критериями прочности деталей ротора является предел текучести Оц при температурах ниже 430° С — для перлитных сталей и при температурах ниже 480— 520° С — для ауетенитных сталей. При более высоких температурах материала параллельно с этим критерием надо учитывать предел длительной прочности вал за 100 000 ч и предел ползучести Опл для деформации 1% за 100 000 ч. [c.262]

Прежде чем сформулировать дополнительные возможности Повышения надежности лопаточного аппарата, целесообразно затронуть вопрос о неиспользованных возможностях. Коэффициент запаса прочности для лопаток последних ступеней турбин большой мощности, вычисленный по статическим напряжениям, сравнительно невелпк. Как известно, для современных мощных турбин он составляет 1,5—1,6. Между тем как со стороны эксплуатации, та и со стороны турбостроительных заводов встречаются нарушения режимов работы турбины и технологии изготовления лопаток, которые соответствуют данным расчета на механическую прочность. К нарушениям нормальных условий эксплуатации относятся частые пуски и остановы, понижение начальной температуры пара, которое при сохранении нагрузки неизменной вызывает увеличение расхода, ухудшение вакуума, изменение частоты в сети, работа турбины без отдельных ступеней. К заводским нарушениям можно отнести следующие большие коэффициенты концентрации наиряжений у -кромок отверстий для скрепляющей проволоки, в месте перехода от хвостовика к перу лопатки, в ленточном бандаже, у кромки отверстий для шипов не всегда достаточная отстройка лопаток от опасных форм колебаний снижение предела выносливости при защите лодаток от эрозийного износа. Поэтому в первую о чередь необходимо потребовать строгого соблюдения режима эксплуатации и технологии изготовления рабочих лопаток. [c.214]

Механические свойства материалов ко времени осуществления проекта предполагались на 15— 20% выше, чем в настоящее время. Предполагалось также, что будут освоены поковки из хромистых нержавеющих сталей массой 60—100 т для роторов высокого и среднего давлений и что будут изготовляться роторы без центральных отверстий. Допускалось, что окажется возможным применение поковок из нержавеющих мартенситостареющих сталей с пределом текучести 1200—1400 МПа и массой до 15 т. Для рабочих лопаток из титана был выбран предел текучести до 900 МПа. В основном же проект был ориентирован на уже достигнутый уровень механических свойств применяемых турбинных материалов и на подтвержденные опытом запасы прочности. [c.80]

Конструктор, проектирующий проточную часть турбины, сталкивается в первую очередь с профилями сопел и рабочих лопаток, служащих для создания направляющих и рабочих каналов. Вопрос обло-пачивания является самой важной частью проекта, решающей ее экономичность и прочность. Для этого требуется такое выполнение и расположение сопел и лопаток, при котором передача энергии ротору [c.57]

В ней систематизированно изложены практические, применяемые на турбинных заводах, методы расчета рабочих лопаток, дисков, роторов, диафрагм, корпусов и др. деталей. Специальные разделы посвящены выбору допускаемых напряжений. Подробно рассмотрена прочность широко применяемых металлов и основные методы их контроля. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...