РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ РАБОЧИХ ЛОПАТОК
ДАНО:
- длина лопатки l = 10,9 см;
- средний диаметр dср = d1 = 29,1 см;
- окружная скорость на среднем диаметре u = 228,6 м/с;
- шаг лопаток t2 = 2,27 см;
- число лопаток z2 = 40;
- расход газа Gr = 3,89 кг/с;
- удельная работа на окружности hu = 68 кДж/кг;
- угол выхода потока из сопел α1 = 15О;
из рабочих лопаток α2 = 84О5I;
- температура газа за соплами Т1 = 810,4 К;
- относительная скорость w1 = 106,7 м/с.
ПРИНЯТЫЕ ВЕЛИЧИНЫ:
- плотность материала ρ = 8,45.10-3 кг/м3;
- отношение площадей FH/FВ = 0,35;
- коэффициент q = 0,5;
- теплоемкость газа Сpr = 1105 Дж/(кг.К);
- коэффициент χ = 0,95;
- момент сопротивления Wmin = 
= 1,11;
- 
и 
– из таблиц приложения 2 [2] для профиля Р-30-21А.
Пример расчета прочности рабочих лопаток представлен в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Расчет прочности рабочих лопаток
| Наименование | Обозначение | Размерность | Расчетная формула или источник | Численное значение |
| Напряжение растяжения лопатки постоянного сечения | 
| МПа | 
| 330,8 |
| Коэффициент формы | Ф | - | 
| 0,601 |
| Напряжение растяжения |  р
| МПа | 
| 198,5 |
| Окружное усилие | Р u | Н | 
| 28,92 |
Продолжение таблицы 4.1.
| Наименование | Обозначение | Размерность | Расчетная формула или источник | Численное значение |
| Осевое усилие | Р a | Н | 
| 33,67 |
| Изгибающее усилие | Риз | Н | 
| 44,4 |
| Изгибающий момент | М | Нм | 
| 2,42 |
| Напряжение изгиба |  и
| МПа | 
| 2,8 |
| Суммарное напряжение | сум
| МПа | 
| 201,3 |
| Температура в корневом сечении рабочей лопатки | 
| К | 
| 774,8 |
| Принимаем материал | XH35BT | При: t = 501,8 °C
 = 390 МПа
 = 370 МПа
| ||
| Запас длительной прочности | К D | 
| 1,94 | |
| Запас по пределу ползучести | Кг | 
| 1,84 |
|
|
|
РАСЧЕТ КОЛЕБАНИЙ РАБОЧИХ ЛОПАТОК
ДАНО:
- средний диаметр dср = 29,1 см;
- длина лопатки l = 10,9 см;
- ширина лопатки В = 3,6 см;
- геометрические параметры (расчетные) на среднем радиусе:
- угол входа потока β1 = 48О26I;
- угол выхода потока β2 = 21О;
- хорда профиля b2 = 4,3 см;
- температура лопатки t = 501,8 °С;
- материал лопатки XH35BT;
- плотность материала ρ = 8,45.10-3 кг/см3;
- число сопловых лопаток Z1 = 21;
- частота вращения n = 254 с-1.
ПРИНЯТЫЕ ВЕЛИЧИНЫ:
По углам β1 = 48О26I и β2 = 21О из таблицы П2 [2] принят профиль рабочей лопатки Р-30-21А с параметрами:
- хорда профиля bисх = 2,56 см;
- площадь профиля Fисх = 1,85 см2;
- момент сопротивления Wисх = 0,234 см3;
- момент инерции Jисх = 0,205 см4;
- модуль упругости Е = 17.104 МПа.
Расчет колебаний рабочий лопаток представлен в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Расчет колебаний рабочий лопаток
| Наименование | Обозначение | Размерность | Расчетная формула или источник | Численное значение | ||||
| Приведенная длина лопатки | lпр
| см | l+0,35В | |||||
| Приведенная площадь профиля | Fпр | см2 | 0,8Fн+0,2Fв | Из расчета закрутки лопаток [2] | ||||
| Приведенный момент инерции | Jпр | см4 | 0,2Jн+0,8Jв | |||||
| Частота собственных колебаний лопаток | fc1 | с-1 | 
| |||||
| Расчетная площадь профиля рабочей лопатки | F | см2 | | 5,22 | ||||
| Момент сопротивления | W | см3 | | 1,11 | ||||
| Момент инерции | J | см4 | | 1,63 | ||||
| Приближенно частота собственных колебаний лопаток (статическая) | fc1 | с-1 |
| 1181,2 | ||||
| Коэффициент | Вп | -- | 0,75dср/l-1 | 1,88 | ||||
| Частота собственных колебаний лопаток (динамическая) | fd1 | с-1 |
| 1231,4 | ||||
| Кратность | K | - | fd1/n | 4,85 | ||||
| Величина | - | - | z1 n/ fd1 | 4,33 | ||||
Примечание: Кратность K = 4,85 (находится в опасной зоне), необходимо увеличить хорду профиля b и выполнить расчет заново.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 369; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!