йнування дисків є однією з найбільш важких аварій, оскільки воно, як правило, тягне за собою повне руйнування турбіни, а також завдає серйозної шкоди сусідньому обладнанню.
Диски роторів є одними з найбільш напружених елементів турбомашин. Основні напруги в дисках виникають внаслідок відцентрових сил інерції, обумовлених обертанням ротора (динамічні напруження), і нерівномірного розподілу температури за обсягом диска (температурні напруги). Розрахунки на міцність дисків турбомашин обов'язкові при їх проектуванні, так як вони дозволяють досягти необхідного запасу міцності і тим самим забезпечити достатню надійність і довговічність експлуатації турбомашин.
Динамічні сили і напруги, пов'язані з коливаннями і визначають тривалу втомну міцність деталей в рамках даного дипломного проекту не розглядаються. Розрахунок зроблений для робочого колеса щаблі турбіни високого тиску.
Основними величинами, що впливають на міцність диска, є температура, що впливає на нього при роботі і напруги від дії відцентрових сил.
У розрахунку використовуються такі величини:
N - число розбиття диска на ділянки;
- щільність матеріалу диска,;
n - частота обертання диска,;
- радіуси ділянок диска, м;
- ширини ділянок дисків, м;
- значення температур ділянок диска,;
- значення коефіцієнтів лінійного розширення,;
- значення модуля пружності матеріалу диска по ділянках, МПа;
- значення динамічних радіальних напружень, МПа;
- значення динамічних тангенціальних напружень, що МПа;
- значення температурних радіальних напружень, МПа;
- значення температурних тангенціальних напружень, МПа.
Властивості матеріалу: межа плинності, модуль пружності, коефіцієнт Пуассона і коефіцієнт лінійного розширення - приймаємо відповідно з температурою диска.
Таблиця 4.1. Параметри, необхідні для розрахунку диска ТВД
Матеріал
диска
МПа
МПа
r 0
r 1
r а
r про
у 0
у 1
у а
у про
t 0, 0 С
Dt,
0 С
20Х12ВНМФШ
10
220
00
150
450
520
190
100
55
65
400
36
Таблиця 4.2. Характеристики матеріалу диска
Характеристика
матеріалу
Температура 0 С
20
100
2300
300
400
500
600
Модуль пружності, пЃ… пЂ пЂ® пЂ± пЂ° пЂµ МПа
2,14
2,12
2,09
2,03
1,95
1,87
1,71
Коефіцієнт лінійного розширення, пЃЎ t .1 0 -6 , 1/ 0 C
10,4
-
10,5
10,7
11,0
11,4
12,0
Коефіцієнт Пуассона, пЃ®
0,3,
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Щільність, пЃІ, кг/м 3
7850
7850
7850
7850
7850
7850...
