Turbin9
Міністерство освіти і науки України Федеральне агентство з освіти
Саратовський державний технічний університет
ТУРБИНИ ТЕС І АЕС
Методичні вказівки до курсового проекту
для студентів напряму 650800
Розділ ІІІ «Розрахунок на міцність деталей турбіни»
Електронне видання локального розповсюдження
Схвалено редакційно-видавничою радою Саратовського державного технічного університету
Усі права на розмноження та поширення у будь-якій формі залишаються за розробником.
Упорядники: Антропов Павло Георгійович Слюсарєв Лев Олексійович, Соколов Андрій Анатолійович
За редакцією П. Г. Антропова
Рецензент В.А. Хрустальов
410054, Саратов, вул. Політехнічна, 77 Науково-технічна бібліотека СДТУ тел. 52-63-81, 52-56-01
1. ЦІЛІ ТА ЗАВДАННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ
Виконання курсового проекту є завершальним етапом у вивченні курсу "Парові та газові турбіни". Дані вказівки містять рекомендації щодо розрахунку на міцність деталей турбін.
Метою розрахунку на міцність є вирішення конкретного технічного завдання, що полягає у розробці конструкції турбіни та її вузлів на базі теплового та механічного розрахунків, ознайомлення із зразками конструкцій турбін, а також набуття навичок самостійної роботи з вибору конструкцій вузлів, деталей та матеріалів на базі наявного досвіду турбобудування. з урахуванням критичної оцінки існуючих конструкцій.
Виконання курсового проекту є самостійною роботою студентів та дозволяє набути навичок у проведенні розрахунків з використанням ЕОМ, довідкових матеріалів, стандартів навчальної та довідкової літератури, а також у виконанні креслень та оформленняодержаних результатів.
2. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
Темою проекту зазвичай є розрахунок багатоступінчастої турбіни. Завдання складається, зазвичай, з урахуванням серійних турбін. Вказується тип турбіни, і студенту надається право у виборі конструктивного виконання вузлів та турбіни загалом за наявними зразками. При цьому рішення, що приймаються студентом, повинні містити необхідні обґрунтування та базуватися на останніх досягненнях вітчизняного та зарубіжного турбобудування.
3. ОБСЯГ І ЗМІСТ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
Розрахункова частина проекту складається з теплового розрахунку проточної частини турбіни, що виконується згідно [6], та розрахунку на міцність деталей турбін. Розрахунки на міцність мають перевірочний характер. У кожному проекті виконується розрахунок на міцність та вібрацію робочих лопаток останнього ступеня турбіни. Крім того, спеціально вказується завдання на виконання розрахунку на міцність окремого вузла або деталі. Графічна частина проекту складається з двох креслень, конструкції турбіни, що розробляється, виконуваної на листах формату 24. На першому листі представляється поздовжній розріз турбіни. На другому аркуші зображується поперечний переріз циліндром.
Крім того, викреслюється один із вузлів турбіни, який вказується у завданні індивідуального для кожного студента.
4. ОФОРМЛЕННЯ РОЗРАХУНОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНОГО ЗАПИСКУ
Усі розрахункові матеріали оформляються як розрахунково-пояснювальної записки, у якій крім розрахунків наводяться обгрунтування прийнятих рішень, і навіть весь графічний матеріал до розрахунків. Робиться висновок за результатами розрахунків та наводиться список використаних джерел. Розрахунок необхідно супроводжувати коротким пояснювальним текстом і робити посилання літературу. Оформлення записки та кресленьпровадиться відповідно до ЕСКД.
5. РОЗРАХУНОК НА МІЦНІСТЬ І ВІБРАЦІЮ ЛОПАТОК ОСІВИХ ТУРБІН
На лопатки діють відцентрові сили власної маси, маси скріплюючого дроту та бандажу, а також зусилля парового потоку. Перо лопатки розраховується на розрив від дії відцентрових сил та на вигин від впливу парового потоку та відцентрової сили, прикладеної ексцентрично.
Бандаж лопаток розраховують на вигин відцентрової силою і відрив його від лопатки. Для хвостовиків лопаток визначають напруги розриву, вигину, зминання та зрізу. Щоб уникнути явища резонансу, має бути визначено частоту власних коливань лопаток. Якщо не вдається досягти того, щоб частоти власних і вимушених коливань не збігалися, необхідно оцінити напруги, що виникають у лопатках при резонансі.
5.1 Розрахунок профільної частини лопаток на розрив
У лопаток постійного поперечного перерізу найбільші напруження розриву виникають біля основи профільної частини. Для лопаток без бандажа та сполучного дроту ці напруги визначають за формулою