Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

40 страниц

319.00 ₽

Купить ОСТ 108.210.01-86 — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на диафрагмы, изготавливаемые по ОСТ 108.021.04-78, и устанавливает методы расчета прочности и жесткости диафрагм в условиях упругого деформирования и ползучести

  Скачать PDF

Заменяет ОСТ 108.210.01-76

С 30.06.2003 г. в связи с вступлением в силу Федерального закона от 27.12.2002 N 184-ФЗ "О техническом регулировании" прекратил действие Закон РФ от 10.06.1993 N 5154-1 "О стандартизации", который причислял стандарты отраслей к нормативным документам по стандартизации. В 184-ФЗ не предусмотрена отраслевая стандартизация, осуществляемая федеральными органами исполнительной власти. В нем установлены только два уровня стандартизации (ст. ст. 13 - 17):

- национальная стандартизация, закрепленная за национальным органом РФ по стандартизации (Ростехрегулированием);

- стандартизация на уровне организаций, проводимая коммерческими, общественными, научными организациями, саморегулируемыми организациями и объединениями юридических лиц.

Более того, в п. 3 ст. 4 184-ФЗ специально отмечено, что федеральные органы исполнительной власти, к которым относятся и разработчики отраслевых стандартов) вправе издавать в сфере технического регулирования акты только рекомендательного характера.

После завершения переходного периода в 7 лет (п.7 ст. 46) с 30.06.2003г. (с 30.06.2010 г.) на территории РФ в сфере техрегулирования и стандартизации в т.ч. имеют право на хождение только указанные в законе документы. Отраслевых стандартов в числе таких документов нет.

Ростехрегулирование на своем официальном сайте разъясняет, что пути легитимизации отраслевых нормативных документов (ОСТ, ТУ, РД и др.) по установившейся практике выбирают сами отрасли, перерабатывая эти документы либо в национальные стандарты (ГОСТ или ГОСТ Р), либо в стандарты организаций. Специальными актами на федеральном уровне отраслевые стандарты отменяться не будут.

Оглавление

1. Общие положения

2. Типовой расчет

Приложение 1. Примеры типового расчета

Приложение 2. Поверочный упругий расчет

Приложение 3. Поверочный расчет ползучести

Приложение 4. Расчет геометрических характеристик поперечных сечений элементов диафрагмы

Приложение 5. Пример упругого поверочного расчета диафрагмы

Приложение 6. Пример поверочного расчета ползучести

Показать даты введения Admin

ОТРАСЛЕВОЙ    СТАНДАРТ

ДИАФРАГМЫ ПАРОВЫХ СТАЦИОНАРНЫХ ТУРБИН

РАСЧЕТ НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

ОСТ 108.210.0Г—86

Издание официальное

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ МОСКВА

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министерства энергетического машиностроения от 06.03.86 № СЧ-002/1992

ИСПОЛНИТЕЛИ: Н. Н. ВИНОГРАДОВ, канд. техн. наук (руководитель темы); И. 3. ЦЕЙТЛИН, канд. техн. наук; Л. Д. ВИНОГРАДОВА

© Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова (НПО ЦКТИ), 1987.

и отношение


— —. 55,1 =п 77 R 72,0    и,//


по черт. 3 стандарта находим /См = 3,1-

Изгибающий момент в крайней лйпатке определяем по формуле (3)

М = Ки^ = ЗлЩ^ = 3435 Н-м.

Напряжения на входной кромке лопатки вычисляем по формуле (4)

JM    3435


о», = — ■


= - 121 МПа.


28,3.10“®

Напряжения на выходной кромке лопатки находим по формуле (5)

М    3435


WB


34,6.10'


:99 МПа.


ОСТ 108.210.01—86 Стр. 9


1.3. Расчет остаточных прогибов при ползучести

1.3.1. Вычисляется эквивалентное напряжение в диафрагме по формуле (13)


°о


3 (3g — h)h

2^РФ


(3-55,2-16,9) 16,9 Ю2-0,698


0,57 = 31 МПа.


Обобщенная диаграмма ползучести


1.3.2.    Для определения эквивалентной деформации ползучести еп (сто, т) необходимо располагать соответствующими данными о свойствах ползучести материала. На черт. 2 справочного приложения 1 приведены в двойных логарифмических координатах обобщенные изохронные кривые ползучести для сталей марок 12ХМФ, 15Х1М1Ф, 20ХМ, 15ХМ, 12МХ по ГОСТ 5632-72 при сроках службы т от 40 до 100 тыс. ч и температурах 450—550°С. Этими кривыми можно пользоваться для приближенной оценки обобщенной деформации ползучести еп при отсутствии прямых экспериментальных данных.

Чтобы пользоваться кривыми черт. 2, необходимо знать величину предела длительной прочности (Хд.п данной стали для принятой температуры и расчетного срока службы. Найдя на черт. 2 кривую,, отвечающую данному значению стд,п, и откладывая по оси ординат значение сто, определяем по оси абсцисс соответствующее значение еп.

Для материала диафрагмы — сталь 12ХМФ при сроке службы -г— 100 тыс. ч имеем стд.п= 154МПа. Указанным способом по черт. 2 находим: для т=50 тыс. ч еп = 4,3-10“2 %; для т= 100 тыс. ч сп=5,1 • 10“2 %.

1.3.3.    Вычисляем упругую деформацию, отвечающую эквивалентному напряжению сто,

еу == 1,75-1оь = 1>77'1°    %


и соответствующие значения коэффициента ползучести диафрагмы: для т=50 тыс. ч


К = 4-3-10~2 _ о 44.

Кп 1,77-10~2    2»43*


для т= 100 тыс. ч


К„ = .^1‘10 - = 2,88.

1,77.10“2


1.3.4. По формуле (12) находим остаточные прогибы: для т = 50 тыс. ч

М'ост = ^11ге>у = 2,43-1,1 =2,7 мм;

для т=Ю0 тыс. ч

Woct = f(„wy — 2,88 -1,1= 3,2 мм.

2. ДИАФРАГМА С РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ


2.1.    Исходные данные

2.1.1.    Геометрические характеристики:

Наружный радиус диафрагмы /?, см

Наружный радиус тела г2, см.....

Отношение r2/R.........

Момент сопротивления ребра, см3:

относительно входной кромки Н7]|х

относительно выходной кромки №рЫХ Момент сопротивления лопатки, см3:

относительно входной кромки W**

относительно выходной кромки и?“ых Момент инерции сечения ребра /р, смМомент инерции сечения лопатки /л, смПлощадь поперечного сечения ребра Sp, смПлощадь поперечного сечения лопатки Sa, смЧисло ребер (на половину диафрагмы) яр Число лопаток (на крайнее ребро) г

Перепад давления р, МПа......

Угловой шаг ребер Д<р... °......

Расстояние d, см.........


49,8

40,6

0,817

27,4

25,0


1,213


1,376

130,7

1,935

18,18

3,26

39

1

1,78


7,5


Наличие в диафрагме ребер жесткости при предварительном расчете влияет только на напряжения в элементах направляющего аппарата, поэтому ниже приводится пример расчета напряжений в лопатках и ребрах жесткости.

2.2. Расчет напряжений в ребрах

2.2.1. Изгибающий момент в расчетном отсеке определяем в соответствии с п. 2.4.2 стандарта:

УИ = 1,83-103 Н-м.


2.2.2. По формулам п. 2.4.5 стандарта вычисляем: напряжения на входной кромке ребра


М


1,83-Юз

27,4-10-®


-67,0 МПа;


напряжения на выходной кромке ребра

М


0вых

р


,ВЫ1С

wp


1,83-Юз 25,0-10 “®


= 73,0 МПа.


2.3. Расчет напряжений в лопатках

2.3.1. По формулам п. 2.4.3 стандарта подсчитываем вспомогательные величины (при /Р = /л, Ер — Ел):

In Ел Уд    1.935

а~ 'гТ7Ж77 = 1'1'1 ‘TW = °’0148;


In Ел S„    3,26

b="zT ТГ=Ь1,1'Т«Д8^0179

1л Ор    ’


и находим изгибающие моменты:


М р=


м


1,83-103


0,179 18,18-7,5* Х+а + Т+~Ь~ТГ I + 0,0148 + -j-щ 130,7


Ь Sp#


- = 834 Нм;


л = -^-уИр = 0,0148-8,34= 12,3 Н-м.

2.3.2. По формулам (8), (9) стандарта определяем продольные усилия:

Т —

* г»


1 + ь У,


^ М„=^74^834 = 1,33-104Н;


*р =


1,179    130,7


Гл = -Р =1,30-104 Н. г

По формулам (10), (11) стандарта находим напряжения в лопатках:


Ll

Мл

_ 13000

12,3 _

ГВХ

3,26-10~6

1,213-Ю-6

^вых

1

' Ь II

-50,1 МПа.

Бл ' Г“ых

29,8 МПа;


2*


ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательное

ПОВЕРОЧНЫЙ УПРУГИЙ РАСЧЕТ

1. МЕТОД РАСЧЕТА

1.1. Поверочный расчет основан на обобщении схемы Г. И. Пахомова. Принимаются следующие основные положения:

диафрагма рассматривается как два полукольцевых стержня: тело и обод, связанные стержнями-лопатками, лопатки жестко соединены с телом и ободом;

сосредоточенные усилия, передаваемые со стороны лопаток на тело и обод, заменяются статически эквивалентными непрерывно распределенными усилиями; '

учитывается как поперечный изгиб диафрагмы, так и деформация в плоскости диафрагмы и их взаимодействие (косой изгиб);

учтено смещение опорного контура относительно края диафрагмы;

напряженно-деформированное состояние диафрагмы для принятой схемы описывается теорией криволинейных стержней Кирхгофа — Клебша.

В итоге расчет диафрагмы сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, для которых ставится краевая задача. Последняя решается методом ортогональной прогонки С. К. Годунова с использованием метода Рунге—Кутта.

2. ОБОЗНАЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2.1.    Геометрия диафрагмы:

RY— радиус диафрагмы по уплотнению, м;

R0 — внутренний радиус тела диафрагмы, м;

R1 — радиус по корню лопаток, м;

R2 — внутренний радиус обода, м;

R3 — радиус опорного контура диафрагмы, м;

R4 — внешний радиус обода, м;

ХК — число лопаток в полукольце диафрагмы.

2.2.    Характеристики поперечных сечений тела, обода и лопаток (задаются в качестве исходных данных или передаются из программы расчета геометрических характеристик сечений):

NSBL— число поперечных сечений лопаток, для тела и обода

NSBL = 1;

N—число точек, заданных на контуре сечения;

ВТ — угол между осью X системы координат, в которой задано сечение, и плоскостью диафрагм,...°;

SCL — масштаб задания координат х, у;

ХС, УС, SCLC — координаты и масштаб центра масс сечения;

В УС—расстояние по оси У между центром масс и Утах сечения, м;

MODE — способ задания контура сечения;

CONT—массив, описывающий контур сечения;

ZBL — расстояние сечения лопатки от корня лопатки, м;

SBL — площадь сечения, м2;

JX—момент инерции сечения относительно оси X', лежащей в плоскости диафрагм, м4;

JY—момент инерции сечения относительно оси У', перпендикулярной оси X', м4;

JХУ — центробежный момент инерции, м4;

JT — геометрическая жесткость при упругом кручении, м4.

2.3.    Физические характеристики:

EYi — модуль упругости, МПа;

EMi — коэффициент Пуассона;

DLTi — коэффициент линейного расширения;

TMi — температура, °С;

i = 1, 2, 3 соответственно для тела, обода и лопаток.

ОСТ 108.210.01—86 Стр. 13

2.4. Внешняя нагрузка на диафрагму:

0 — равномерная, нормальная к плоскости диафрагмы, нагрузка на единицу площади тела и обода, МПа;

Р — равномерная, нормальная к плоскости диафрагмы, нагрузка, распределенная по уплотнению на единицу длины дуги, Н/м;

NF — число точек по оси лопатки, где заданы нагрузки, действующие на единицу длины одной лопатки;

zFi — координаты этих точек, отсчитываемые от корня лопатки, м;

FX — нагрузка на единицу длины одной лопатки, нормальная к плоскости диафрагмы, Н/м;

@Х — равномерная нормальная нагрузка на единицу площади, распределенная по всему полукольцу области лопаток, обычно &Х=&; окончательно в программе принимается:

FXV = FXl +    (R[    + ZFi) вХ-

FY — боковая нагрузка в плоскости диафрагмы, рассчитанная на единицу длины лопатки, Н/м;

KZ — крутящий момент, действующий на единицу длины лопатки, Н.

В случае равномерной нагрузки можно задавать NF = 2.

ZF1=*0, ZF2 — R2 — /?1,

FX1 = 0, FX2 = 0, 8Х = 0.

— 1, то ^2 = 0 при <р = —y ;

0, то w2 = 0 при <р = 0;

+ 1, то т)2 =0 при

2.5. Закрепление диафрагм в своей плоскости задается параметром 10. Всегда до2=0 при ср=±л/2 и, кроме того, если

/0 =

10 = 2 для осесимметричной (неразъемной) диафрагмы.

Здесь до2—осевое смещение оси обода, м; и2— радиальное смещение оси обода, м.

2.6.    Нерадиальность установки лопаток:

PSI — угол отклонения оси лопатки от радиального направления,...0.

2.7.    Вспомогательные исходные величины:

NS — число равных углов, на которые делится 1/2 полукольца диафрагмы для решения дифференциальных уравнений по методу Рунге—Кутта;

REG — массив признаков печати промежуточных результатов, используется при отладке программ, для стандартных расчетов задается нуль или пробелы;

RES — шкала признаков печати результатов расчета;

RES=Llt L2, Lit Lt, L,?=T или F,

T — означает true (да), F — false (нет). При выдаче результатов всегда печатаются перемещения и напряжения: L\ — печать во всех точках интегрирования; L2 — печать усилий и моментов; L3 — печать интерполированных значений в точках шкалы результатов (см. ниже); L4— зарезервировано; NFI — задает автоматическое формирование шкалы результатов или число точек в шкале результатов;

NFI = 0 — шкала результатов формируется автоматически — начинается на расстоянии 1/2 шага установки лопаток от —90° и продолжается с шагом 180 /ХК до 90°. В этом случае массив FJI в исходных данных отсутствует;

NFI=l—в массиве FII задано одно значение, которое считается началом шкалы результатов относительно края (—90°) и продолжается с шагом 180°Д/С;

NFI^2— в массиве FII задано NFI точек, которые представляют собой шкалу результатов;

FII — массив шкалы результатов, задается при NFI^2.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

3.1.    Режим выдачи результатов определяется шкалой печати RES и параметрами NFI и FII, как это описано в п. 2.7.

3.2.    Всегда выдаются максимальные напряжения в элементах диафрагмы и максимальные прогибы, причем применяются обозначения:

FI—центральный угол, отсчитываемый от вертикальной оси диафрагмы,...0;

ALFA — номер точки на контуре сечения, в которой выдается напряжение, нумерация точек соответствует массиву координат точек контура, полученных в программе; SIGMA — соответствующее напряжение, МПа;

WY, W0,W1, W2 — перемещение диафрагмы в направлении от турбины, соответственно на радиусах RY, R0, Rl, R2, м;

ASJi— угол между осью X системы координат, в которой задано сечение, и прямой, соединяющей центр тяжести сечения с точкой, в которой выдается напряжение;

ANji — номер точки на контуре сечения;

SZji — напряжение, МПа; i — 1 — в теле;

1—2 — в ободе; i — 3 — в лопатках у тела; i — 4 — в лопатках у обода; j — 1 —самая левая точка контура сечения; j — 2 — максимальное положительное напряжение; у =3 — самая правая точка сечения; у = 4 — максимальное отрицательное напряжение.

Когда печатаются усилия и моменты, то применяются обозначения:

VXK, VYK, VZK — усилия, Н;

МХК, MYK, MZK—моменты, Н-м; причем /С=1 для тела, К=2 для обода, /С=3 для лопаток у тела, К=4 для лопаток у обода.

Аналогичные обозначения используются для углов поворота и перемещений.

4. ТОЧНОСТЬ РАСЧЕТА И ТРЕБОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

4.1.    Для устойчивости счета требуется, чтобы расстояние по радиусу между центром тяжести сечения обода и опорным контуром составляло не менее 1 % от радиуса опоры.

Радиус центров тяжести сечений обода можно вычислить после определения геометрических характеристик, он равен A2 = R4— BYC, и условие устойчивости имеет вид \А2— /?3|>0,01/?3.

Если требуется рассчитать диафрагму, опертую вблизи центра тяжести сечения обода, то можно произвести два расчета для положения опоры, отстоящей от центров тяжести сечений обода на расстоянии больше предельного в большую и меньшую стороны, а затем произвести линейную интерполяцию решения (напряжений и прогибов).

Точность расчета диафрагмы зависит от величины NS, для точности порядка 1% обычно достаточно задать NS = 30, для прикидочных расчетов NS = 20, предельное значение MS = 50.

5. ЗАПИСЬ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ПЕРФОРАЦИЯ

5.1.    Исходные данные для расчета диафрагмы записываются на любых стандартных бланках, имеющих 80 позиций в одной строке. Содержимое каждой строки будет помещено на одну перфокарту.

Для ввода исходных данных используются следующие группы данных:

карта с наименованием диафрагм или варианта расчета;

блоки именованных списков &NR, &RSL, &FBL, &END-,

геометрические характеристики для сечений тела, обода и лопаток (обычно вводятся из файла 8, куда они записаны программой расчета геометрических характеристик, используются следующие данные: наименование сечения, блоки списков: &.Н, &POL, &GH).

На черт. 1 показано содержание блоков данных и приведены умалчиваемые значения некоторых переменных.

Шаблон исходных данных для расчета диафрагмы

R2a ,    R3-

QX= i aend aend

i Rl3

,    SEND

KZ =

» TM =

НАИМЕНОВАНИЕ ДИАФРАГМЫ 4NR NS = 50, PSIs    ,    }0s    >    N0C= ,    RY    =

R4=    ,    XK= , Qt t p=    , &ЕНЭ

4RSL RES = F i F , F i Fi    NFls    ,    FI I =

4FBL NB= , IF-    i FX=    ,    FY =    ,

4EDT EYs    ,    EMs    ,    DIT =

Черт. 1

Содержимое блоков &#, &POL объяснено в рекомендуемом приложении 4, блок &GH содержит: ХС, SCLC, BYC, ZBL, JX, JY, JXY и др.

6. ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ДИАФРАГМЫ В ОС ЕС ЭВМ

6.1. При расчете диафрагм используется процедура ВТК, представленная на картах во входном потоке. Текст процедуры приведен на черт. 2. Задание для расчета диафрагмы приведено на черт. 3, где представлены данные для расчета геометрических характеристик и диафрагмы.

ОСТ 108.210.01—86 Стр. 15


Если геометрические характеристики рассчитаны предварительно и результат хранится на диске, то для расчета диафрагмы можно удалить из задания (см. черт. 3) группы перфокарт III.

Процедура расчета диафрагмы

//ВТК PROS; PREf=BT )PROG=KR4»U = 5061 ,V-PTOM01 *var = /i //GO EXEC PCM=4PREF*PROc,REClON=t20K //FT05F001 00 DDNAMEsSYSIN

//FT05F001 DO SYSOVT:;a1DCB*(RECFM = VBA»I.ReCU133,BLKSIZEs3520) //FT08F001 0D DSN=4PREF&VARiUNITsAU.V0U»SERs4ViDrSp=SHR //FT09F00i DO 1/NlTsSYSPA ,SPACE= (1924* 102J //FT10F001 DD UNITsSYSDa,SPAcE=(96,102)

//FTMP001 DD UN|T*$YS0a,SPACES (96,102)

// PEND


Черт. 2


Задание для расчета геометрических характеристик и расчета диафрагмы //SR321BGK ЗОВ

//JOBtlB CD DNS = S02 ДМ , UN I Т= 29 I yol = SeRj=scabtur»p )sp=shr


Л


I КАРТЫ ПРОЦЕДУРЫ ВТG I •    I

I ........ 1

t КАРТЫ ПРОЦЕДУРЫ ВТК    j

I............__....... 'I

//Gl EXEC BTG,VAR = 2.

//CO.SYS!N DD *


]


II


l ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

//G2 ЕХЕС ВТК * VAR = 2 //GO.S Vs I N DD *

t ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ для РАСЧЕТА ДИАфРАГМЫ *

:....„........ I

//


I

I


III


IV


Черт. 3


ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Обязательное

ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОЛЗУЧЕСТИ

1. МЕТОД РАСЧЕТА

По сравнению с упругим расчетом (см. обязательное приложение 2) постановка задачи несколько упрощена: рассматривается только поперечный изгиб, деформации в плоскости диафрагмы не учитываются, что вполне допустимо для ступеней высокого и среднего давления. Для ползучести становятся нелинейными физические соотношения, связывающие деформации изгиба и кручения стержней, за счет этого дифференциальные уравнения становятся также нелинейными. Для их решения применяется метод Ньютона — Канторовича, с помощью которого нелинейная задача преобразуется в последовательность линейных задач. Последние решаются так же, как упругая задача. Исходные данные для расчета ползучести отличаются от данных упругого расчета (см. обязательное приложение 2) по форме и частично по существу.

В это же время по программе расчета ползучести можно произвести также упрощенный упругий, расчет.

2. ОБОЗНАЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА

Расчетная схема диафрагмы и обозначения размеров представлены на черт. 1.

Расчетная схема диафрагмы

RY ~ радиус диафрагмы по уплотнению, м; R0 — внутренний радиус тела диафрагмы, м; Я/ —радиус оси тела, м; R! — наружный радиус тела, м; R2 — внутренний радиус обода, м; Я2 —радиус оси обода, м; R3 — радиус опорного контура, м Осью тела (обода) считается окружность, проходящая через центры тяжести поперечных сечений

Черт. 1

Для расчета также требуются величины:

XNL — число лопаток в одной половине диафрагмы;

DFI — угол, равный n/XNL, рад;

05 — коэффициент ослабления крайних сечений лопаток;

0S=’/t-

где /1 и /2— соответственно моменты инерции неприваренной части и полного сечения относительно 'Оси (прямого) изгиба, м4. Приближенно можно принимать 0S = /zi//i2, где h\ и h2 — соответственно высоты неприваренной части и полного сечения (черт. 2);

0 —перепад давления пара на диафрагме, МПа;

Р—сила, приложенная по внутреннему краю тела диафрагмы, Н/м;

ОСТ 108.210.01—86 Стр. 17


i — индекс элемента диафрагмы; для тела i= 1, для обода t = 2, для лопаток i = L;

Si — площадь сечения, м2;

ABi—геометрическая жесткость при упругом изгибе,'м4;

СП — геометрическая жесткость при упругом кручении, м4;

XMi —расстояние от оси изгиба до крайних волокон сечения, м;

XML—расстояние от оси изгиба до входной кромки лопатки, м;

XL2 —расстояние от оси изгиба до выходной кромки лопатки, м;

XK.Pt — коэффициент Пуассона;

SPi — модуль упругости, МПа;

/EL— переменная, определяющая характер расчета; для упругого расчета IEL= 1; для расчета ползучести IEL = 0;

IPR — переменная, определяющая режим выдачи результатов расчета; IPR = 1 — для полной выдачи; IPR = 0 —выдаются только максимальные прогибы, максимальные напряжения и погрешности решения;

IVL — величина, определяющая переменность сечения лопаток; для лопаток переменного сечения IVL= 1; для лопаток постоянного сечения IVL=0;

NVL — переменная, определяющая количество сечений лопатки в случае переменного сечения; в программе принято NVL^ 9;

k — номер сечения лопатки: k=\, 2.....

NVL\.

ZZ(/t)— расстояние сечения от корня лопатки, м;

SZ(k) — площадь сечения, м2;

AZ(k) — геометрическая жесткость при упругом изгибе, м4;

CZ(k) — геометрическая жесткость при упругом кручении, м4.

В случае переменного сечения величины SL, ABL, CTL, упомянутые ранее, соответствуют корневому сечению, причем SZ(l)=SL, AZ(\)=ABL, CZ(\)—CTL.

Если геометрические характеристики получены по программе, описанной в рекомендуемом приложении 4, то наименование исходных данных для расчета ползучести находится в соответствии с результатами расчета геометрических характеристик, как это показано в табл. 1.


К вычислению напряжений в сварном шве лопатки

Черт. 2


Таблица 1

Данные для расчета ползучести

S

АВ

АВР^

СТ

СР

SZ

AZ

CZ

Результаты расчета геометрических характеристик

SBL

JY

JXP

JT

JTP

SBL

JXP00

JT


Расчет диафрагмы в условиях ползучести основан на степенном законе, при этом может быть использована теория течения или старения. По теории течения исходным будет соотношение


(1)


где ес — скорость деформации ползучести при одноосном растяжении; а — соответствующее нормальное напряжение;

В1 — коэффициент ползучести; т — показатель ползучести.

Иногда при серийных расчетах удобно соотношение (1) представить в виде:


10


-7



(2)


3 Заказ 477


Стр. 13 ОСТ 108.210.01—86

где о — предел ползучести материала, т. е. напряжение, вызывающее за 100 тыс. ч деформацию в 1%. Для теории старения исходным будет уравнение

ес = 2,0"» ,    (3)

где ес — деформация ползучести.

При расчете ползучести для каждого элемента диафрагмы задаются величины:

ХКР1 — показатель ползучести, который в формулах (1) — (3) обозначается т\

SPi — коэффициент ползучести (Вц) или предел ползучести (oni), t=l, 2, L.

Задание Вц или а„,- различается в программе с помощью переменной IWH: если IWH—\, то SPi=B\i; если IWH = 0, то SPi = oni.

При использовании теории старения задают SPi = Qи.

При расчете ползучести, кроме уже перечисленных данных, необходимы следующие:

XIZ0 — массив из 5 величин p,ft = — (при 6=1,..., 5; pi = 0; Ц2 = 0,25; |Хз = 0,5; ^4 = 0,75; Ц5=1);

XIZ1, XIZ2, XIZL — массивы жесткости при изгибе в условиях ползучести для тела, обода и лопаток соответственно; каждый массив состоит из пяти величин жесткости АВР рассчитанных для при 6=1,..., 5.

Также требуются получаемые из программы расчета геометрических характеристик CPi — жесткости при пластическом кручении, где i = 1, 2, L.

Если была заказана неполная выдача (IPR — 0), то в результате расчета печатаются величины прогибов разъема диафрагмы на различных радиусах:

WY, W0, Wl, W2— соответственно на радиусах RY, R0, Rl, R2.

При расчете ползучести по теории течения эти величины выражают скорость ползучести.

Далее выдаются напряжения:

SM1 — максимальные напряжения в теле диафрагмы, МПа;

SM2 — максимальное напряжение в ободе диафрагмы, МПа;

SMI, SM0— максимальные напряжения на входной и выходной кромках лопаток соответственно, МПа;

SMIS, SM0S — напряжения в сварных швах на входной и выходной кромках лопаток соответственно, МПа.

Максимальные напряжения в теле и ободе подсчитываются на вертикальной оси диафрагмы, в лопатках— в корневом сечении крайней лопатки (у тела).

Следующие две величины характеризуют точность расчета в процентах:

RA — относительная неуравновешенность сил, приложенных к телу диафрагмы, для главного вектора; RB — то же, для главного момента.

Точность расчета зависит от числа разбиений интервала (0, я/2) при интегрировании дифференциальных уравнений (это число в программе фиксировано и равно 50) и от показателя ползучести: программа обеспечивает допустимую точность (/М, RB^.5%) для показателей ползучести, не превосходящих значения 5,5.

Если заказана подробная выдача (IPR = l), то, кроме указанных выше величин, печатаются значения следующих функций угла FI:

FI—полярный угол, отсчитываемый от вертикальной оси диафрагмы, рад;

VI — перерезывающая сила в теле, Н;

V2 — перерезывающая сила в ободе, Н;

77 —крутящий момент в теле, Н-м;

Т2 — крутящий момент в ободе, Н-м;

У Ml — изгибающий .момент в теле,-Н-м;

У М2 — изгибающий момент в ободе, Н-м;

ВТ] —угол поворота сечения тела, рад;

W1 — перемещение оси тела, м;

О Ml —угол наклона оси тела, рад;

О М2 — угол наклона оси обода, рад;

TL — крутящий момент в лопатках, Н-м;

W2 — перемещение оси обода, м;

ВТ2 — угол поворота сечения обода, рад;

МЫ—изгибающий момент в корневом сечении лопаток, Н-м;

ML2 — изгибающий момент в верхнем сечении лопаток, Н-м;

— максимальный для данного угла FI прогиб — прогиб по уплотнению, м;

/? — реакция опоры, Н.

3. ЗАПОЛНЕНИЕ БЛАНКОВ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ПЕРФОРАЦИЯ

Исходные данные можно писать на любом бланке, имеющем в каждой строке 80 позиций; при перфорации каждой строке будет соответствовать одна целая — 80-колонная перфокарта.

О Т Р


А С Л Е В О И


СТАНДАРТ


ДИАФРАГМЫ ПАРОВЫХ СТАЦИОНАРНЫХ ТУРБИН

РАСЧЕТ НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ


ОСТ 108.210.01—86


Взамен ОСТ 108.210.01-76


Указанием Министерства энергетического машиностроения от 06.03.86 № СЧ-002/1992 срок введения установлен


с 01.07.87


Настоящий стандарт распространяется на диафрагмы, изготавливаемые по ОСТ 108.021.04—78, и устанавливает методы расчета прочности и жесткости диафрагм в условиях упругого деформирования и ползучести.


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ


1.1.    Расчет прочности и жесткости диафрагм должен производиться в два этапа:

на стадиях эскизного и технического проекта производится типовой расчет, который применим при величине отношения высоты канала к ширине диафрагмы не более 0,4 и при условии, что максимальная толщина тела не превосходит максимальную толщину обода (без учета козырька) более чем на 50%;

на стадии рабочего проектирования производится поверочный расчет.

1.2.    Типовой расчет, в основу которого положена упрощенная расчетная схема диафрагмы как полукольцевого стержня, опертого по внешнему контуру и нагруженного равномерным давлением, дает возможность оценить напряжения и прогибы с учетом осредненных жесткостных характеристик диафрагмы.

Типовой расчет позволяет также оценить остаточные прогибы, возникающие в стадии ползучести (см. справочное приложение 1).

1.3.    Поверочный расчет, в основу которого положено решение задачи поперечного изгиба плоской стержневой системы, позволяет определить напряжения и прогибы во всех элементах диафрагмы и учесть особенности их закрепления в корпусе или обойме, различия в условиях работы и свойствах материалов элементов диафрагмы. Расчетная схема и методика поверочного расчета приведены в обязательных приложениях 2 и 3.

1.4.    Благодаря приводимым в данном стандарте вспомогательным графикам для производства типового расчета достаточно выполнить несколько элементарных вычислений.

Поверочный расчет производится на ЭВМ ЕС-1052 на основе программы, составленной на алгоритмическом языке «Фортран». Он может выполняться и на ЭВМ других типов по соответствующим программам, составленным на основе расчетной схемы, принятой в данном отраслевом стандарте.

1.5.    Поверочный расчет выполняется на стадии рабочего проектирования и служит для окончательного выбора геометрических размеров, формы и материала элементов диафрагмы при разработке ее рабочих чертежей. Он является также основанием для усовершенствования конструкции диафрагмы путем оптимизации соотношений между определяющими геометрическими параметрами при модернизации турбин. При необходимости поверочный расчет можно использовать полностью или частично на стадиях эскизного и технического проектирования.

1.6.    При выполнении расчетов диафрагм как типовым, так и поверочным методом козырек не принимается во внимание (см. рекомендуемое приложение 4).

1.7.    Расчетные величины перепада давления на диафрагму и температуры металла принимаются по режиму с максимальным расходом пара на ступень при номинальных параметрах свежего пара. Для ступеней, у которых максимальные температуры и перепады давления относятся к разным режимам (турбины с противодавлением и турбины с регулируемыми отборами пара), выбирается режим,


ОСТ 108.210.01—86 Стр 19

В данной программе используются исходные переменные двух типов: целого и вещественного. Все необходимые переменные целого типа записываются в виде одной десятичной цифры, причем каждой переменной этого типа соответствует одна перфокарта с одной пробивкой в первой колонке. Переменные вещественного типа обязательно должны содержать точку и занимать 10 позиций. Если какая-то из переменных вещественного типа является целым числом, то ее все равно следует записать с десятичной точкой, например переменную вещественного типа XNL=19 следует записать в виде

1

9

Такие характеристики, как модуль упругости £ = 2,1 • 105, записываются в виде

2

1

Е

5

Выражение Е±п, записанное вслед за числом, означает умножение этого числа на 10±п-Порядок записи исходных данных приводится в табл. 2.

Таблица 2

Номер

строки

(номер

карты)

Идентификаторы исходных величин

Тип

1

Наименование расчета

Текстовой

2

RY, RO, At, Rl, R2, А2, R3

Вещественный

3

XNL, DFI, 0S. 0. Р

»

4

St, АВ1, СТ1, ХМ1, ХКР1, SP1

»

5

S2, АВ2, СТ2, ХМ2, ХКР2, SP2

»

6

SL, ABL, CTL, XML, XL2, XKPL, SPL

»

7

IEL

Целый

8

IPP

»

9

IWH

»

10

Пять компонент массива XIZ0

Вещественный

11

» » » XIZ1

»

12

* » » X1Z2

»

13

» » » XIZL

»

14

CPI, СР2. CPL

»

15

IVL

Целый

16

NVL

»

17

Компоненты массива ZZ

Вещественный

18

» » SZ

»

19

» > AZ

>

20

» » CZ

В конкретном расчете некоторые из приведенных карт могут отсутствовать.

Карты 1—8 и 15 требуются всегда; карты 9—14 — при расчете ползучести; карты 16—20 — при переменном сечении лопаток.

Задание для расчета ползучести в операционной системе ОС ЕС ЭВМ приведено на черт. 3. Задание для расчета ползучести в операционной системе ОС ЕС ЭВМ

//вТОНН JOB ”26-204’’I ”ЦЕйТ/1ИН>'I CIASS = C , Т1мЕ=05 i MSGCLASS = A //GO EXEC PGM=BTD*REGIOH=75k,T!ME=5

//STEPL1B DD DSN=bTKR4,D1SP=SHR,V0L=SER=L1BtVa,UNIT=SYSDA //GO,F T06 F 00 I DO UNtT = SY$DA,SPACE=(504,153)

//GOrPT06F001 DD SyS0UT=A //GO.Ft05F00t DD #

I    ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ПОдзУчЕСТИ 1

//


I    1

Черт. 3

3*

Стр. 2 ОСТ 108.210.01—86

при котором получается наименьший запас прочности. В расчете перепад давления на диафрагму принимается равным расчетному перепаду давления на ступень, а температура металла для всех элементов диафрагмы принимается одинаковой и равной температуре пара на входе в ступень.

1.8.    Значения механических характеристик, в том числе предела текучести о0,2 и предела длительной прочности ад.п металла диафрагм, за расчетный срок службы принимаются по нижнему уровню норм механических свойств, приводимых в соответствующих стандартах, ТУ или справочниках для температуры / = /Расч-

1.9.    Рекомендуемые настоящим стандартом минимальные значения коэффициентов запаса прочности обеспечивают нормальную работоспособность диафрагм турбин на расчетном сроке службы при условии, что технология и качество изготовления диафрагм и их материалы соответствуют требованиям ОСТ 108.021.04—78 и техническим условиям на поставку турбины, а для диафрагм турбин АЭС — также требованиям РТМ 24.020.15—73.

При этом режимы эксплуатации турбины должны соответствовать требованиям инструкции по эксплуатации, представляемой или утверждаемой предприятием — изготовителем турбины.

1.10.    Если при расчете диафрагм, работающих при температуре свыше 450°С, использовались данные о ползучести металла, полученные путем экстраполяции, то работоспособность диафрагм на расчетном сроке службы обеспечивается при условии предусмотренного «Инструкцией по наблюдению и контролю за металлом котлов турбин и турбопроводов» (И 34—70—010—84) контроля остаточных прогибов диафрагм при ревизиях турбины.

1.11.    Приведенную в стандарте методику расчета диафрагм можно факультативно применять также для оценки работоспособности диафрагм, отработавших нормативный ресурс. При этом возможность дальнейшей эксплуатации диафрагмы определяется в соответствии с установленным Минэнерго СССР «Положением о порядке установления сроков дальнейшей эксплуатации котлов, турбин и паропроводов, проработавших свыше 100 тыс. часов» с учетом остаточных прогибов диафрагм, измеренных при ревизиях.

1.12.    Настоящий отраслевой стандарт не регламентирует прочность сварных соединений элементов диафрагм. Требования к прочности сварных швов устанавливаются заводом — изготовителем диафрагм в зависимости от принятой технологии сварки, методов контроля качества шва и опыта эксплуатации с учетом соответствующих указаний ОСТ 108.021.04—78.

1.13.    Примеры типового расчета диафрагм приведены в справочном приложении 1, пример поверочного расчета — в справочных приложениях 5 и 6.

Расчеты геометрических характеристик сечений производятся согласно рекомендуемому приложению 4 и справочному приложению 5.

1.14.    Допускаемые напряжения и запасы прочности должны выбираться таким образом, чтобы исключить появление опасного состояния материала конструкции в заданных условиях эксплуатации.

1.14.1. Для всех диафрагм, работающих как в упругих условиях, так и в условиях ползучести, предусматривается запас по пределу текучести оо.г- Запас назначается по отношению к максимальной величине расчетных упругих напряжений в соответствующем элементе диафрагмы.

Минимальные величины коэффициентов запаса прочности пт:

Для тела диафрагмы.............1,6

Для направляющих лопаток без ребер жесткости:

при напряжении растяжения на выходной кромке крайней

лопатки...............1,25

при напряжении сжатия на    входной кромке крайней лопатки 1,0

Для направляющих лопаток с ребрами жесткости при напряжениях

растяжения и сжатия............1,0

Для ребер жесткости:

при напряжении растяжения.........1,25

при напряжении сжатия..........1,0

1.14.2. Для диафрагм, работающих в условиях ползучести при нормативном ресурсе 100 тыс. ч и менее, помимо запасов, указанных в п. 1.14.1, устанавливаются следующие минимальные запасы лДп по пределу длительной прочности ia’°5n (назначается по отношению к максимальной величине расчетных упругих напряжений при типовом расчете и по отношению к максимальной величине расчетных напряжений ползучести — при повероч ном расчете):

Для тела диафрагмы.............1,5

Для направляющих лопаток без ребер жесткости:

при напряжении растяжения на выходной кромке крайней

лопатки...............1,1

при напряжении сжатия на    входной кромке крайней лопатки 1,0

Для направляющих лопаток с ребрами жесткости при напряжениях

растяжения и сжатия.............1,0

Для ребер жесткости:

при напряжении растяжения.........1,2

при напряжении сжатия..........1,0

ОСТ 108.210.01—86 Стр. 3

1.14.3.    При нормативном ресурсе турбины более 100 тыс. ч все перечисленные в п. 1.14.2 минимальные значения коэффициентов запаса прочности увеличиваются на 5% при ресурсе от 100 тыс. ч до 150 тыс. ч и на 10% при ресурсе от 150 до 200 тыс. ч по отношению к пределу длительной прочности за соответствующий ресурс.

1.14.4.    Определение допустимой величины максимального прогиба диафрагмы производится в следующем порядке:

из расчета теплового состояния ротора и статора и их деформаций от действующих нагрузок определяется минимальный допустимый зазор в уплотнениях и соответствующая ему величина прогиба диафрагмы w;

расчетные величины упругого и остаточного прогибов диафрагмы должны удовлетворять условию

1,4 wy -{- К w0CT < w,

где коэффициент К имеет следующие значения:

при ресурсе до 100 тыс. ч— 1,3;

при ресурсе от 100 до 150 тыс. ч—1,4;

при ресурсе от 150 до 200 тыс. ч —1,5.

Расчет величины wocr также выполняется для соответствующего ресурса.

1.14.5.    При расчетах диафрагм на стадии эскизного проекта разрешается все запасы прочности по напряжениям уменьшить на 10% и не проводить проверку максимальных прогибов по п. 1.14.4.

2. ТИПОВОЙ РАСЧЕТ

2.1.    Условные обозначения

2.1.1.    Схема диафрагмы изображена на черт. 1.

Вариант


В расчете приняты следующие условные обозначения:


Схема диафрагмы

г, —внутренний радиус диафрагмы, см;

г2 —внутренний радиус лопаточного венца, см;

г3 — наружный радиус лопаточного венца, см;

#— наружный радиус диафрагмы, см;

а = -—(/? -f- гх) — средний радиус диафрагмы, см;

h = ~(R — rl) —полуширина диафрагмы, см;

5Т — площадь поперечного сечения тела диафрагмы, см2;

5 — площадь поперечного сечения обода диафрагмы, см2;

5Л — площадь поперечного сечения направляющей лопатки, см2; 5Р — площадь поперечного сечения ребра жесткости, см2;

с

tT = —---расчетная толщина тела диафрагмы, см;

Г2 — Г\

tоб = -^25--расчетная толщина обода диафрагмы, см;

Н — **з

5 “4* 5

tcp =    + ^ ri)—средняя расчетная толщина диафрагмы, см;

Ух—момент инерции поперечного сечения тела диафрагмы относительно продольной оси Уь проходящей через центр масс этого сечения перпендикулярно оси турбины, см4;

Уоб— момент инерции поперечного сечения обода диафрагмы относительно продольной оси Y2, проходящей через центр масс этого сечения перпендикулярно оси турбины, см4;

У = Ух-{-Уо6— суммарный момент инерции сечения диафрагмы, см4;

/л— длина направляющей лопатки (в случае диафрагм с криволинейным обводом лопаточного канала под /л понимается полусумма длин входной и выходной кромок), см;

/р—длина ребра жесткости, см;

2Л — /

ф = ——коэффициент ослабления;

2л — число направляющих лопаток в ступени; г — число ребер жесткости в половине диафрагмы;

*    180    о

Д(р = —---центральный угол, приходящийся на одну направляющую лопатку,... ;

Дерр —центральный угол, приходящийся на одно ребро у разъема, . . . °;

Ул — момент инерции поперечного сечения направляющей лопатки относительно оси Z — Z, проходящей через центр масс сечения лопатки параллельно плоскости диафрагмы, см4;

Ур — момент инерции сечения ребра жесткости относительно оси, проходящей через центр масс сечения ребра параллельно плоскости диафрагмы, см4; увх — расстояние от оси Z — Z до входной кромки направляющей лопатки, см; Увы* — расстояние от оси Z — Z до выходной кромки направляющей лопатки, см;

ИУВХ = —--момент сопротивления сечения лопаток относительно входной кромки,

Увх см3;

VI7Bblx = -^2- — момент сопротивления сечения лопатки относительно выходной кромки, Увых смз.

ИУ®Х, иУрЫХ—моменты сопротивления сечения ребра относительно входной и выходной его кромок соответственно, см3; р —перепад давления на диафрагме, МПа;

Е — модуль Юнга, МПа;

v — коэффициент поперечной деформации (Пуассона); о —напряжение, МПа; s — деформация, %; w — прогиб, см; wy—упругий прогиб, см;

®\>ст—остаточный прогиб, вызванный ползучестью, см;

М — изгибающий момент, Н • м;

Т — продольная сила, Н;

Кя> Kw, Ки, Ка — безразмерные коэффициенты.

2.2. Расчет упругих прогибов и напряжений в теле диафрагмы

2.2.1. Максимальный упругий прогиб диафрагмы имеет место на внутреннем контуре у разъема. Он вычисляется по формуле


W


У


4h3a2p

EJ



(1)


Коэффициент прогиба Kw определяется по черт. 2.

2.2.2. Максимальное нормальное напряжение в теле диафрагмы имеет место на внутреннем контуре в среднем сечении. Оно определяется по формуле


_рУа _и_к 'т х (1 _vJ) у 2    «*


(2)


Коэффициент напряжения К„ определяется по черт. 2.


ОСТ 108.210.01—86 Стр, 5


2.3. Расчет напряжений в направляющих лопатках

2.3.1. Наиболее напряженной является крайняя лопатка. Максимальный изгибающий момент в этой лопатке, действующий у заделки в тело диафрагмы, определяется по формуле

М =    “797    •    О)


Коэффициент момента /См определяют по черт. 3 в зависимости от значения отношения r2/R и углового шага Дер.

2.3.2. Напряжения в лопатке на входной и выходной кромках вычисляют по формулам:


oBV= •


М


(4)

(5)


W вх

м

h_

а


Черт. 2


Напряжение на входных кромках лопаток сжимающее, на выходных — растягивающее.

2.3.3. Приведенная формула расчета лопаток применяется независимо от того, как выполнен разъем, причем величины №Вх» И^вых всегда вычисляются для полного сечения лопатки, а угловой шаг Дер во всех случаях определяется по формуле Д<р=180°/л. Это обеспечивает дополнительный запас прочности для случая, когда крайняя лопатка усеченная или ослабленная (без вытеснителя).

2.4. Расчет ребер жесткости

2.4.1.    Расчет проводится для расчетного отсека диафрагмы, приходящегося на одно ребро, ближайшее к разъему диафрагмы (черт. 4).

2.4.2.    Полный изгибающий момент М, воспринимаемый расчетным отсеком (ребром и лопатками), определяется по формуле (3) и черт. 3, при этом вместо углового шага лопаток Дф следует использовать угловой шаг ребер Дфр на участке, примыкающем к разъему диафрагмы.

2.4.3.    Изгибающие моменты в ребре Мр и в лопатках Мл на расчетном отсеке определяются по формулам:


м


Sprf2


(6)

мя=


а

2


Мр,


(7)

где а = z


Ел J л ,

'/р


d—расстояние между плоскостями, проходящими через центры лопаток и ребер (см. черт. 4), см.


Стр. 6 ОСТ 108.210.01—86


Зависимость коэффициента Км от отношения r2/R


R


Черт. 3


Схема диафрагмы с ребрами жесткости




а —схема расчетного участка; б — развертка по лопаточному венду

Черт. 4


ОСТ 108.210.01—86 Стр. 7


2.4.4. Продольные усилия в лопатке Гл и в ребре Гр определяются по соотношениям:


Т

1 р


Ь dSp

Т+Т “7JT


Мр;


Т

1 Л


Гр


(8)

(9)


Принятые положительные направления усилий и моментов показаны на черт. 4.

Продольное усилие Гр в ребре всегда сжимающее, усилие Тп в лопатке — растягивающее.

2.4.5.    При расчете напряжений в ребрах поддерживающее влияние лопаток не учитывается, поэтому следует принимать:

о®х=--— для напряжений на входной кромке ребра,

W'p

°рЫХ = —Чш. —для напряжений на выходной кромке ребра.

2.4.6.    Напряжения в лопатках подсчитываются по формулам:

в°х=~---^    — на входной кромке лопатки,    (10)

л    Wj

Т    /И

°лЫХ =2""!--snb--на выходной кромке лопатки.    (11)

Л    Ол

Величины Мр, Гр, Мп, Гл всегда положительны, поэтому напряжения на входной кромке ребра всегда сжимающие, на выходной кромке лопатки — всегда растягивающие.

Напряжения на выходной кромке лопатки могут быть как положительными, так и отрицательными. Их знак определяется в результате вычислений согласно формулам (10) и (11).

2.5. Расчет прогибов диафрагмы, вызванных ползучестью

2.5.1. Для вычисления остаточных прогибов диафрагмы, вызванных ползучестью, вначале необходимо определить по формуле (1) упругий прогиб диафрагмы шу. Остаточный прогиб, вызванный ползучестью, определяется по формуле

'®оа~= KnWy.    (12)


Коэффициент ползучести Кп, входящий в эту формулу, показывает, какую долю составляет остаточный прогиб Доост от величины упругого прогиба wy.

2.5.2. Для расчета коэффициента ползучести Кп вначале определяется эквивалентное нормальное напряжение ого, характеризующее средний уровень напряженности диафрагмы:


3 (За—А) А 2 &


(13)


где ф— коэффициент ослабления сечения диафрагмы каналами для пропуска пара; коэффициент ф вычисляется по формуле


По соответствующим характеристикам ползучести материала диафрагмы (тела и обода) определяется эквивалентная деформация ползучести еп(оо, т), которая накапливается за расчетное времят при стандартном испытании на ползучесть цилиндрического образца в условиях растяжения при постоянном напряжении оо-

Затем определяется упругая деформация растяжения при том же напряжении



где значение модуля упругости Е берется для температуры, равной расчетной температуре диафрагмы

^расч.

С учетом найденных величин определяется коэффициент ползучести по формуле

ь- _ еп К *)

Л“ «,(<%) *


(15)


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное


ПРИМЕРЫ ТИПОВОГО РАСЧЕТА

1. ДИАФРАГМЫ БЕЗ РЕБЕР ЖЕСТКОСТИ (черт. 1)


1.1.    Исходные данные

1.1.1.    Геометрические характеристики:

Наружный радиус R, см


Пример рассчитываемой диафрагмы



Внутренний радиус rlt см.............

Наружный радиус тела г2, см............

Момент инерции поперечного сечения диафрагмы /, см4.....

Расчетная толщина тела диафрагмы /т, см........

Средняя расчетная толщина диафрагмы /ср, см.......

Длина лопатки /л, см..............

Момент сопротивления профиля лопатки относительно входной кромки 1Г/,см Момент сопротивления относительно выходной кромки Ц7цых, см3

Число лопаток (на половину диафрагмы) п........

Средний радиус диафрагмы а, см...........

Полуширина диафрагмы А, см............

Коэффициент ослабления ф............

Отношение h/a................

1.1.2.    Условия нагружения:

Перепад давления р, МПа ........... 0,57

Температура в, °С.............. 520

1.1.3.    Данные о материале диафрагмы:

Материал тела и обода..........


72.0

38.3

55.1 2081 9,8 10,0

10.2

28.3 34,0

19

55,2

16,9

0,693

0,306


Модуль Юнга Е, МПа.....

Коэффициент Пуассона \    ...    .

Предел текучести а^.з, МПа Предел прочности вв, МПа . Предел длительной прочности 0Д.П, МПа:

для т=5-104......

для т= 10*......

Материал лопаток......


Сталь марки 12Х1МФ по ГОСТ 5632-72

1,75-10»

0,3

314

432


Предел текучести ао,2, МПа Предел прочности ав, МПа


163

154

Сталь марки 15Х11МФ по ГОСТ 5632-72

412

500


1.2. Упругий расчет

1.2.1.    По черт. 2 стандарта находим для отношения h/a = 0,306 коэффициент /С,Р=1,21. Подставляя в расчетную формулу (1) соответствующие численные значения, получаем величину прогиба

4А»а3р .г    4-16.93-55,22-0,57    я . .

W— EJ Kw    1,75-10*-2081    ^ СМ ^ ММ

1.2.2.    По черт. 2 стандарта находим К„ =2,36. Подставляя в расчетную формулу (2) соответствующие числовые значения, получаем

ptila tT „    0,57-16,92.55,2 9,8 0    « мг,

°т —    2    ^«'“(1 —0,32)2081 2 2,36— 55 МПа.

1.2.3.    Вычисляем угловой шаг лопаток

.    180    180    Q    со

Д?=—= ДТ=95