ий внесок у розтягують зусилля вносить відцентрова навантаження (навантаженнями від згинальних окружних і осьових зусиль можна знехтувати, так як вони складають зазвичай не більше ..15% повного навантаження), то напруга розтягування складе
s р=P/F, Па, (21)
де Р - відцентрова сила;
F - площа поперечного перерізу лопатки.
відцентрову силу, діючу на кореневе перетин лопатки, можна виразити так:
Р=М? w2? r=Rм? l? F? w2? d/2=Rм? l? F? 2p2? n2? d=2rм? W? p? n2? F, (22)
де r му - щільність металу лопатки, кг/м 3;
W=pdl - площа кільцевого прохідного перетину на виході з щаблі, м 2;
n - частота обертання ротора, 1/с.
Якщо підставити значення Р з формули (22) в (21), то напруга розтягування в кореневому перерізі лопатки від відцентрових сил складе
s р=2 r м? W? p? n 2 (23)
Звідси W=s р/(2 r м pn 2).
Якщо в якості матеріалу лопатки застосовується нержавіюча сталь (наприклад, в конструкціях турбін ПО ХТЗ для робочих лопаток застосовуються хромисті нержавіючі сталі 12х13 і 15Х11МФ), то при частоті обертання ротора в 3000 об/хв граничне значення площі торцевого перетину останнього ступеня ЦHД в одному потоці становить 8 ... 10 м 2.
Іноді в останніх щаблях ЦHД застосовують робочі лопатки, виконані з титанового сплаву. Hапример, на деяких парових турбінах ПО ЛМЗ для виготовлення останніх ступенів ЦHД в цілях промислової перевірки Останнім часом використовують експериментальні титанові сплави. Цей матеріал має меншу щільність, а також допускає великі розтягують напруги. Завдяки цьому можна збільшити довжину лопатки або середній діаметр щаблі. Сукупність зазначених чинників призводить до того, що гранично можливий розмір площі торцевого перетину останнього ступеня ЦHД може досягати величини майже 12 м 2. Для ненапружених останніх ступенів ЦHД значення площі торцевого перетину на виході з циліндра в одному потоці становить 5 ... 7 м 2.
Загальні рекомендації з вибору геометричних параметрів останньому щаблі ЦHД - довжини лопатки l і середнього діаметра d - при частоті обертання n=3000 об/хв зводяться до наступного.
Довжину лопатки l приймають, орієнтуючись на реально виконані турбіни. При цьому слід мати на увазі, що довжину лопатки більше 1,2 м приймати недоцільно. Середній діаметр облопачіванія визначають через відносну величину Q=d/l, що характеризує веерность облопачіванія. Значення Q приймають у межах 2,7 ... 3,0, рідко 2,5.
При виборі значень l і d можна орієнтуватися на геометричні характеристики облопачіванія останніх ступенів швидкохідних ЦHД (n=3000 об/хв) виготовляються і проектованих в даний час стаціонарних парових турбін, які показані в таблиці 4.
Вибравши значення d і l, визначають значення площі торцевого прохідного перерізу одного потоку останньому щаблі ЦHД W за формулою (20) і оцінюють ступінь напруженості прийнятої компонування турбоагрегату, порівнюючи отримане значення W з рекомендованими межами (див. таблицю 4). При необхідності в прийняті значення d і l вносять корективи.
Таблиця 4 - Геометричні характеристики лопаток ступенів швидкохідних ЦНД
Довжина лопатки l, ммСредній діаметр облопачіванія d, ммВерность? =D/lТорцевая площа прохідного перетину? , М2Окружная швидкість на периферії u, м/із заводу ізготовітель1200 1200 1050 1030 960 940 940 852 830 765 6652900 3000 2550 2530 2480 2460 2390 2350 2280 2100 20002,42 2,50 2,43 2,46 2,58 2,62 2, 54 2,76 2,75 2,75 3,0110,93 11,31 (титан) 8,41 8,19 7,48 7,26 7,06 7,30 5,96 5,05 4,18644 659656 559 540 534 507 503 498 450 419ПО ЛМЗ ПО ЛМЗ ПО ХТЗ ПО ХТЗ ПО ЛМЗ ПО ТМЗ ПО ТМЗ ПО ТМЗ ПО ТМЗ ПО ЛМЗ ПО ЛМЗ
Знаючи загальний витрата пари через останню щабель ЦHД, визначають швидкість витікання пари:
c=S G п? v/(z піт ЦНД? W), м/с, (24)
де SG п - сумарний масовий витрата пари через останні щаблі ЦHД всіх циліндрів турбоагрегату, кг/с;
v - питомий об'єм пари за останньою сходинкою ЦHД, м 3/кг. Так як пар за останньою сходинкою ЦHД вологий, то за параметрами цього пара значення v можна визначити по залежності v=v '(1-x) + v" x;
z піт ЦНД - кількість прийнятих у розрахунок потоків пари, рівне подвоєному кількості ЦHД, оскільки зазвичай циліндри двопоточні;
W - певне раніше значення торцевого прохідного перерізу одного потоку останньому щаблі ЦHД, м 2.
Як уже зазначалося, отримане значення швидкості з повинно бути не вищ...
