9. Расчет на прочность элементов турбины Расчет на изгиб одиночной рабочей лопатки последней ступени
На рабочие лопатки турбины действуют окружное рокр и осевое Р0c усилия пара, величину которых рассчитывают по формулам:
Где G=36,85 кг/с — расход пара в ступени;(из таблицы 4)
ε =1— степень парциальности;
z— число рабочих лопаток в ступени;
с1u и с2u — проекции абсолютных скоростей с1 и с2 на окружное
направление:
с1u = с1 *cos α1=445* cos 13º=433,59 м/с;
с2u= с2*cos α2=140* cos 88º=4,88 м/с;
с1 и с2 (взяты из таблицы 4);
Число рабочих лопаток:
,
где d=2,03 м – диаметр последней ступени (из таблицы 4)
е=1– степень парциальности;
Н.
Т.к ЦНД двухпоточный, то окружное усилие равно нулю.
Равнодействующую окружного и осевого усилий находят по формуле
Н
Нагрузка
на лопатку:
Максимальный изгибающий момент у основания лопатки.
Заключение
В результате проведенного теплового расчета турбины К-210-130-1 (ЦНД) можно сделать некоторые выводы:
1. Номинальный расход пара на турбину равен 165 кг/с (совпадает с заводским
расходом пара);
Расход пара на турбину с учетом собственных нужд равен 168.3 кг/с;
2. Внутренние относительные КПД цилиндров высокого, среднего и низкого
давлений равны: 0.853, 0.924 и 0.79 соответственно (по данным
эксплуатационных испытаний: 0.86, 0.92 и 0.78 соответственно, /2/);
3. Получено четыре ступени в цилиндре низкого давления.
4. Все ступени выполняются с лопатками переменного профиля по высоте, так
как веерность ступеней повышенная ( = 11.4 – 5).
5. Профиль сопл 1-2 ступеней С-90-12А, 3-4 ступеней С-90-15Б. Профиль
рабочих лопаток 1-2 ступеней Р-30-21А, 3-4 ступеней Р-35-25Б. Изменение
профилей сопловых и рабочих лопаток связано со стремлением получения
максимального КПД.
6. Повышение степени реактивности в ступенях ЦНД принято с целью
улучшения аэродинамических характеристик рабочих лопаток.
7. Во всех ступенях, кроме последней, кинетическая энергия выходной скорости
с2 полностью используется в последующей ступени.
8. Мощность ЦНД при расчетном режиме составляет Niцнд = 47,134 МВт.
9. Внутренние относительные КПД ступеней при 50%-м расходе пара на
турбину практически неизменны.
10. На выходе из последней ступени скорости потока сверхзвуковые: М2t = 0,89.
11. Мощность ЦНД при 50%-м расходе пара составляет Niцнд = 22,26 МВт, что
примерно в 2 раза меньше, чем при расчетном режиме.