Составляющие элементарной газодинамической силы

;

,

где и – секундные расходы газа через межлопаточные каналы по входной и выходной кромкам на участке лопатки длиной . Величины этих расходов можно определить, как

и ,

где – текущий радиус;

– число лопаток на ободе диска;

и – плотность газа на входе и выходе межлопаточного канала.

Тогда, подставляя полученные выражения и в формулы для и , получим:

,

.

Аналогично представим и усилие от перепада давлений, действующих на выделенный элемент:

.

Для удобства расчетов введем понятие «интенсивность газовой нагрузки» – величина нагрузки на единицу длины пера лопатки (размерность этой величины – Н/м). Тогда интенсивности газовых нагрузок вдоль оси (осевая нагрузка ) и вдоль оси (окружная нагрузка ) примут вид:

,

.

Изгибающий момент в сечении расположенном на расстоянии от оси вращения, от интенсивности газовой нагрузки относительно оси в плоскости вращения действующий на участке , расположенном на радиусе , будет равен:

, откуда .

В результате действия окружных составляющих газовых сил на лопатки турбины, на ее валу возникает крутящий момент, величина которого определяет мощность, развиваемую турбиной.

Изгибающий момент в сечении расположенном на расстоянии от оси вращения, от интенсивности газовой нагрузки относительно оси в плоскости вращения действующий на участке , расположенном на радиусе , определяется аналогично:

, откуда .

Данные для расчета изгибающих моментов от газовых сил берутся из газодинамического расчета и профилирования лопатки компрессора или турбины. Расчет выполняется численно, при замене дифференциала на приращение разбивка пера лопатки на сечения берется из расчета лопатки на центробежные нагрузки (см. п. 2.4).

Дата добавления: 2014-01-04