Энергомашиностроение 82г
Метод уравновешивания вращающихся дискретно распределенных масс
Расчет тепловых схем паротурбинных установок
Об экономичности работы ступени центробежного нагнетателя
Коэффициент потерь в рабочем колесе при использовании ВРА
О влиянии сепарирующих устройств
Особенности гидравлических схем
Повышение усталостной прочности
Пути повышения стойкости
Свойства металла двухслойных трубопроводов ДУ 850 и 350
Влияние термомеханических режимов
Влияние режимов термической обработки
Усталостная прочность соединений
Дистанционное исследование металла
Анализ повреждаемости маслоохладителей
Диспетчеризация энергетического хозяйства
Производство и распределения энергоносителей
Проектирование и внедрение средств механизации
Стенд для коррозионных испытаний
Повышение экономичности тягодутьевых машин
Некоторые характеристики работы топок
ВДНХ «Работать эффективно и качественно»
Совещание руководителей экономических служб
Состояние и пути снижения металлоемкости
Устройство для измерения полей температур
Повышение эффективности охлаждения
Экспериментальное исследование виброактивности
Колебаний вала при возникновении автоколебаний
Испытания сотовых уплотнений в воздушной среде
Расчет нестационарных термоупругих напряжений
Влияние тепловой нагрузки
Исследование влияния размеров промежуточных перегородок
О численном расчете гидромеханического клапана
Влияние ребер на жесткость конструкции
Состояние поверхностного слоя стали 06Х12НЗД
Испытание антифрикционных свойств сплавов
Деформация керамических стержней
Расчетный метод определения применимости материалов
Новые оценочные показатели
Социалистическое соревнование
Новое оборудование для изготовления мембранных змеевиков
Автоматизация фото-обработки рентгенограмм
Проблемы коррозионного растрескивания
Сварка трубопроводов из аустенитной нержавеющей стали
Рекомендации по контролю и устранению МКР
На ВДНХ «Новаторы СЭВ81»
Внедрение резьбонарезных головок
Сталь марки ЭП842
Строительство тепловых электрических станций
Устройство для отбраковки и транспортировки шаровых тел
Котел-утилизатор КН-80/40
Основные направления работы отрасли по экономии материальных ресурсов
Применение в конструкциях машин широкополочных балок
Реактивные усилия и расходы при критическом истечении вскипающей воды
Влияние промперегрева на роль ЦВД
Экспериментальная проверка расчета линзовых компенсаторов
Исследование диффузора центробежного двустороннего вентилятора
К расчету опорных подшипников горизонтальных гидротурбин
Использование силицированного графита
Линии изготовления точно-литых деталей
Свойства перлитной стали 15Х1М1ФШ
Исследование газовой атмосферы нагревательной печи
Определение допусков на метрологические характеристики контрольных отражателей
Повышение защитных свойств стекло-эмалей
Исследование плотности разъемных и сварных соединений
Испытания изделий на герметичность
Исследования гелиевой плотности фланцевых соединений
Турбостроители соревнуются за экономию топливно-энергетических и материальных ресурсов
Применение ГТЭ-150 в энергетике
Введение в эксплуатацию гидротурбин диагонального типа
Комплект измерительной системы частоты вращения ротора турбины
Преобразователь частоты ДУС-1
Леонид Александрович Шубенко-Шубин
Особенности освоения микропроцессорных средств в энергомашиностроении
Крупнейшие гидромашины насосотурбинных агрегатов зарубежных ГАЭС
Насосо-турбинный гидроагрегат ГАЭС Горнберг
Конструкция многоступенчатого лабиринтного кольцевого уплотнения
Научно-техническое творчество молодежи
Изобретательство и рационализация — резерв экономии
Изменение технологического процесса обработки ковочных и обрезных штампов
Использование показателя патентной защиты
Оценка технического уровня и качества нового изделия
Особенности и порядок расчета патентно-правового показателя
Пути экономии электроэнергии при сварке на Атоммаше
Потребление электроэнергии при сварке отдельных узлов первых корпусов
Внедрения техники ИК-электро-нагрева
Пора технической зрелости
Математическая модель и алгоритмы решения программного комплекса
Разработка и исследование трансзвуковой компрессорной ступени
Интенсификация теплообмена в трубе переменного сечения
Влияние водно-химических факторов на повышение надежности ПВД
Зависимость кинетики распада молекул
Совершенствование водно-химического режима энергоблоков
Снижение средней скорости воды в трубной системе ПВД
Состояние и перспективы производства мембранных поверхностей нагрева котлов
Технологичность конструкций роторов с верховой посадкой лопаток
Предложения по совершенствованию технологии облопачивания ЦКР с ВПЛ
Интенсификация режимов предварительной термической обработки поковок
Технология восстановления и упрочнения штоков и шпинделей арматуры
Оценка работоспособности соединений стали 08Х18НЮТ, паянных припоем ПЖК-1000
Пульсации температур в приводах СУЗ
Результаты натурных испытаний гидротурбины ГЭС Мактаквак
Определение расхода с помощью аппарата Гибсона
Комплексная автоматизация испытаний приводов СУЗ в условиях серийного производства
Испытания приводов СУЗ в сборе
Испарители мгновенного вскипания к энергоблокам 500 и 800 МВт
О погрешностях измерения рулетками
Новые термокарандаши для контроля температуры при нагреве стальных изделий
Консервация газотурбинной установки ГТН-6 в виде моноблока
Сжигание топлив в кипящем слое
Эксплуатационные испытания котла
Эффективность сжигания топлива в кипящем слое
Дмитрий Гаврилович Кузнецов
В семье единой
Из опыта патентно-лицензионной работы
Изобретательская и патентно-лицензионная работа в ВПТИэнергомаше

Влияние ребер на жесткость конструкции наружного корпуса турбины низкого давления

Решение задачи создания легкой и в то же время жесткой конструкции наружного корпуса турбины низкого давления (НД) может быть обеспечено применением тонкостенных оболочек, подкрепленных системой ребер. Выбор рационального оребрения должен основываться на предварительных расчетах деформаций и напряжений, возникающих в элементах корпуса при действии рабочей нагрузки. Применительно к реальным конструкциям корпусов турбины такие методы расчета отсутствуют, так как в настоящее время не имеется сведений о влиянии различных систем ребер на напряженно-деформированное состояние этих корпусов. Поэтому было предпринято исследование напряженности корпуса НД с целью выявления наиболее нагруженных элементов, определяющих жесткость конструкции.
Исследования были проведены на модели корпуса НД из органического стекла. Верхняя и нижняя половины корпуса соединялись при помощи фланцев. Модель верхней половины корпуса выполнялась в двух вариантах: упрощенном и приближенном к реальному — с фланцами подсоединения внешних трубопроводов.
Возможность изучения напряженно-деформированного состояния и жесткости металлических конструкций на моделях из органического стекла доказана практикой лабораторных исследований и широко освещена в литературе, например. Для изготовления моделей использовалось органическое стекло марки Со-95 ГОСТ 10667—63 со средним модулем упругости <5=2,93-103 МПа и коэффициентом Пуассона 0,34. Модели изготовляли из листов и блоков органического стекла путем сварки винипластовым прутком либо склеивания бутакрилом. Изготовленные модели подвергали термообработке в электропечи для снятия напряжений тензодатчиков сопротивления (рис. 2, поз. 1). Были применены проволочные тензодатчики с базой 6 и 10 мм и сопротивлением 60 и 100 Ом соответственно, наклеенные на корпус модели клеем «циакрин» марки 30ТУВЯ453-6. Показания датчиков регистрировались приборами ЦТМ-3 и К732/1.
Предварительными экспериментами определялись предельное давление внутри модели и предельный вакуум, значения которых оценивались по линейности графиков «нагрузка — деформация».
Во время эксперимента давление и вакуум в модели повышались ступенчато. Для получения стабильности показаний приборов их запись велась через каждые 3 мин при нагружении модели и через каждые 10 мин после снятия нагрузки. Циклы нагружения повторялись 3 раза. Точность замеров относительных деформаций ~10% (оценка по погрешности измерительного тракта).
По результатам измерений деформаций можно сделать заключение, что наибольшие относительные деформации и напряжения имеют место в кольцевом направлении (по оси 5) в оболочке между окружными ребрами посередине участка и в ребрах. О влиянии окружных ребер на жесткость оболочки можно судить по экспериментальной зависимости относительных деформаций 8ф от угла ф— 5/г, отсчитываемого от оси г (см. рис. 2)* Значения еф сравнивали с данными расчета, выполненного с учетом двух известных допущений: на достаточном удалении от краев оболочка испытывает только деформацию растяжения без заметного изгиба; жесткость каждого ребра на растяжение равномерно распределяется по всей ширине участка, поддерживаемого ребром, и прибавляется к соответствующей жесткости оболочки в кольцевом направлении (см. работу [2]). Тогда, где 7 — равномерно распределенная нагрузка; г — средний радиус оболочки; Е — модуль упругости; Лпр— Л+5р — приведенная толщина оболочки; к — толщина оболочки; 5Р — площадь сечения окружного ребра; I — ширина участка. На рис. 2 приведена также экспериментальная зависимость еф/8тах=/:(ф) для модели корпуса с вварными фланцами, указывающая на снижение относительных величин еф/етах по сравнению с упрощенной моделью. На рис. 3 приведена расчетная кривая напряжений в функции угла ср в окружном ребре без учета влияния изгиба у фланца и расположения точек эксперимента. Расчет проводили по формуле кривого бруса при условии, что ребро воспринимает равномерно распределенную нагрузку, действующую на участок между двумя соседними ребрами, равноотстоящими друг от друга вдоль оси 2.
Для расчета напряжений в ребрах вертикальной стенки рассмотрим раму, составленную из ребер, в жестком контуре по границам стенки, несущую всю нагрузку, действующую на стенку . Для решения этой задачи воспользуемся методом Ритца. Зададимся уравнением огибающей упругой поверхности переплета в виде, где а н Ь — габаритные размеры стенки; х и у — текущие координаты по а и Ь соответственно; к — неизвестный постоянный коэффициент, подлежащий определению. Зависимость (1) выбрана из условий равенства нулю прогиба и угла поворота сечений ребер на границе с жестким контуром.
Полная потенциальная энергия системы равна разности энергии изгиба ребер и потенциала внешней нагрузки. Энергия кручения ребер при этом равна нулю. Дифференцируя уравнение полной потенциальной энергии по к и приравнивая производную нулю, получим неизвестный коэффициент к. Тогда изгибающие моменты в ребрах по осям х и у выразятся формулами, где I — момент инерции сечения ребра.
На рис. 4 показаны расчетная кривая напряжений по вертикальному ребру и точки эксперимента в функции координаты у. Эксперимент показал, что деформации и напряжения в модели при одинаковом внутреннем давлении или вакууме равны по абсолютной величине.
Проведенные гидравлические испытания натурной конструкции наружного корпуса турбины подтвердили результаты, полученные на модели. Экспериментально подтвердилось допущение, принятое в расчетной модели, что нагрузка, действующая на конструкцию верхней половины корпуса НД, в основном воспринимается окружными ребрами.
Пользуясь приведенной методикой расчета, можно оценить величины деформаций и напряжений новой конструкции по наиболее нагруженным ее элементам и сравнить с допустимыми, определяемыми на основе эксплуатации существующих корпусов (при давлении внутри корпуса 0,15 МПа максимальные напряжения в ребре составляют примерно 25 МПа, в оболочке — 15 МПа). Таким образом, можно проводить сравнительный анализ жесткости новой конструкции.
Выводы
1. Окружные ребра несут нагрузку, действующую на верхнюю половину корпуса НД; оии наиболее напряжены и определяют жесткость конструкции.
2. Сварные фланцы дают увеличение жесткости оболочки в кольцевом направлении (по оси 5), что необходимо учитывать при оценке жесткости конструкции.
3. Выявлена возможность приближенной оценки жесткости конструкции верхней половины корпуса НД по наибольшим расчетным деформациям и напряжениям в ребрах и оболочке.



 
Яндекс.Метрика