Напряжения в дисках турбин. Влияние отверстия в диске на его прочность.

В дисках осевых ГТ возникают напряжения:

· Напряжения от центробежных сил от массы самого диска и прикрепленных к нему лопаток;

· Температурные напряжения, вызываемые нагревом диска;

· Напряжения, вызываемые вибрацией диска.

Даже бесконечно малое отверстие в диске увеличивает тангенциальные напряжения в 2 раза.

39.Что такое критическая частота вращения вала?

В связи с совпадением частоты вращения с частотой собственных колебаний вала возникает резонанс в виде проточной частоты вращения. По этой причине ротора турбин бывают жесткие и гибкие. В случае, если рабочая частота вращения выше критической , то вал является гибким и критическую частоту нужно проходить как можно быстрее. В случае если рабочая частота ниже критическо, вал является жестким.

Критическому числу оборотов соответствует явление резонанса, при котором угловая скорость вращения совпадает с круговой частотой собственных колебаний. Если быстро перейти через критическое число оборотов, то при некотором удалении от него машина может работать снова без вибрации.

Определим зависимость между статическим прогибом у₀ и критическим числом оборотов.

y₀=G₀/C; C=G/y₀; G=P;

Критическое число оборотов пропорционально корню квадратному и статическому прогибу, т.е.с увеличением прогиба критическое число оборотов уменьшается в квадрате.

y₀=(G*L³)/KEI

I=πd⁴/64

Из уравнения видно, что статический прогиб вала и n_кр в значительной мере зависит от длины вала, прогиб пропорционален L в кубе.Также видно, что требуемое n_кр можно получить меняя момент инерции вала.

Если диаметр вала увеличить в 2 раза то прогиб уменьшится в 16 раз, а n_кр увеличивается приблизительно в 4раза.