Определение внешнего облика сопловых вставок.
При определении внешнего облика сопловых вставок основными исходными данными являлись:
1. – число сопловых вставок (10 штук);
2. – высота лопаток (23 мм);
3. – угол выхода – 15 градусов;
4. – минимальный размер критического сечения – 3 мм.
Основные требования к сопловым вставкам.
- обеспечение необходимой площади критического сечения при заданном входном давлении и температуре рабочего тела;
- простота собираемости сопловых вставок с сопловым аппаратом;
- обеспечение максимальной парциальности, при 10 рабочих вставках;
- простота конструкции и технологии изготовления.
Необходимо отметить, что процесс определения внешнего облика сопловых вставок происходил совместно с определением внешнего облика соплового аппарата. Прочностные расчеты сопловых вставок, от действующих нагрузок, пока не проводились.
Рис. 8.9. Сопловая вставка с 7 лопатками.
В результате процесса предварительной оптимизации, на основании вышеперечисленных исходных данных и необходимых, заданных требованиях, были получены несколько вариантов конфигурации сопловых вставок для различных значений густоты сопловой решетки.
На рис. 8.9 изображены сопловые вставки. Вставки имеют 7 лопаток. Минимальный размер критического сечения Н =5 мм.
На рис. 8.10 показан внешний вид сборки сопловых вставок и соплового аппарата (для 7 лопаток в каждой вставке).
|
|
|
Рис. 8.10. Сборка сопловых вставок и корпуса
На рис. 8.11 изображены сопловые вставки. Число лопаток - 5. Минимальный размер критического сечения Н =7 мм.
На рис. 8.12 показан внешний вид сборки сопловых вставок и соплового аппарата (для 5 лопаток в каждой вставке).
Рис. 8.11. Сопловая вставка с 5 лопатками.
Рис. 8.12. Сборка сопловых вставок и корпуса
На рис. 8.13 изображен разрез по среднему диаметру части сопловой вставки. Число лопаток - 10. Минимальный размер критического сечения Н =3 мм.
Внешний вид сборки сопловых вставок и соплового аппарата аналогичен предыдущим видам.
В результате рассмотрения различных вариантов сопловых вставок необходимо сделать вывод, что густота сопловой решетки не существенно влияет на парциальность (при полученной конфигурации). Максимальная парциальность – 0.56 (для 10 лопаток). Максимальная парциальность – 0.54 (для 5 лопаток). Принимаем для дальнейшего исследования вставку с числом лопаток – 7 (максимальная парциальность – 0,55).
Рис. 8.13. Сопловая вставка с 10 лопатками.
Определение собственных частот и форм колебаний диска турбины.
Роторная система «диск турбины – вал» является жесткой (расчет критических частот приведен ниже). Критическая частота обратной прецессии первой формы колебаний вала в 12 раз превышает рабочую частоту (рабочая частота системы - 50 Гц.).
|
|
|
Определение собственных частот диска турбины производилось в три этапа.
1. Создание сборки и настройка расчетного инструмента для данной системы;
2. Определение влияния различных факторов на собственные частоты (частота вращения, усилие затяжки призонных болтов, вид и качество сетки).
3. Непосредственно определение собственных частот.
На первом этапе определены следующие условия сборки и настройка расчетного инструмента: условия сопряжения в сборке – «связанные» и «позиционирование». В качестве опор вала использовалась встроенная функция «подшипник».
На втором этапе было определено, что влияние затяжки призонных болтов и параметры сетки не имеют существенного влияния на величину собственных частот диска. На основании этого параметры сетки были приняты следующие: сетка криволинейная, самоуплотняющаяся, высокого качества. Усилие затяжки призонных болтов определились на основании прочностных характеристик материала диска турбины (усилие затяжки – 2500 Н. на каждый болт).
|
|
|
Таким образом, собственные частоты определялись как функция частоты вращения.
Результаты расчета собственных частот представлены на рис. 8.14 – 8.19 .
Рис. 8.14. Первая форма колебаний диска, частота вращения - 3 рад./сек.
На рис.8.14-8.15 результаты расчетов при частоте вращения 3 рад./сек.
Получено:
Собственная частота по первой форме колебаний – 395.76 Гц.
Собственная частота по второй форме колебаний – 454.22 Гц.
На рис.8.16-8.17 результаты расчетов при частоте вращения 314 рад./сек.
Получено:
Собственная частота по первой форме колебаний – 400 Гц.
Собственная частота по второй форме колебаний – 458 Гц.
Рис. 8.15. Вторая форма колебаний диска, частота вращения - 3 рад./сек.
Рис. 8.16. Колебания диска турбины, частота вращения - 314 рад./сек.
Рис. 8.17. Колебания диска турбины, частота вращения - 314 рад./сек.
Рис. 8.18. Колебания диска турбины, частота вращения - 450 рад./сек.
Рис. 8.19. Колебания диска турбины, частота вращения - 450 рад./ сек.
На рис.8.18-8.19 результаты расчетов при частоте вращения 450 рад./сек.
Получено:
Собственная частота по первой форме колебаний – 395.76 Гц.
Собственная частота по второй форме колебаний – 405.53 Гц.
|
|
|
Таким образом, в результате определения собственных частот необходимо сделать вывод: Минимальная собственная частота колебаний спроектированного диска турбины (первая форма колебаний при частоте вращения (314 рад./сек., рабочая частота) имеет значение 400Гц. (Рис. 8.16.), это в восемь раз выше рабочей частоты. Для всех частот вращения необходимо учитывать влияние возбуждающих газодинамических сил в проточной части рабочей решетки турбины.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 368; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!