12MW汽轮机毕业设计

1、目录目录-21前言-31.1当前汽轮机设计方向-31.2 本设计中遵循的几个原则-31.2.1安全可靠-31.2.2经济性-41.2.3降低制造成本-42原始数据及设计任务-42.1原始数据-42.2设计任务-43设计流程及结果-53.1热力系统计算-5调节级的计算-压力级的计算- 1.4.1 速度三角形的计算- 1.4.2 校核功率- 各级计算结果及参数汇总表-4.1 叶片强度计算- 第4级的计算-叶根和轮缘强度计算- 叶片振动计算-5 结论与体会- 致谢-参考文献-英文翻译-1前言1.1当前汽轮机设计的方向本世纪七十年代以后的能源短缺，给世界经济带来了极大的冲击，根据世界当前的经济发展情况

2、，许多实力雄厚的大厂家为了寻求市场，缓解生产过剩，遂把最精锐的技术力量转到了中等容量机组的改进和完善上，达到了明显的效果，所以中等容量的机组反映出了当前国外汽轮机设计中，以达到和力求发展的真正技术水平。机组的经济性和安全可靠性成为设计任务制造中的最重要的原则。为了在设计中达到这两项，不可能仅仅依靠设想和计算，唯一可行的途径是实验研究。在提高经济性方面，大都从以下几个方面着手：1、改善通流条件。2、改进叶片型线，减少损失。3、改善末级叶片和相应考虑排气面积。在安全性方面：1、改善振动条件。2、提高轴系热疲劳强度，同时，加装了转子应力指示器，以显示转子在不同工况下热应子和热循环疲劳中转子寿命的消耗

3、程度。比如三菱重工在提高效率方面采取了以下措施：a、 按源流理论设计低压长叶片。b、 在低压排气室采用了高性能的扩压汽道。c、 在中、高压透平的排汽部分采用扩压汽道。d、 改善主蒸汽入口处的汽封、减少漏气损失。另外他们也比较重视低压末级的研究和高压级振动的研究，以及轴系振动的计算。以上为当前设计的一些情况，下面就要谈到本设计中遵循的主要原则。1.2本设计中遵循的几个原则1.2.1安全可靠 在本设计中安全可靠为考虑的第一因素，尽管我们设计的不是很大的机器，然而作为学习设计的人员，学会如何把安全思想贯穿于我们所负责的设计中，这一点无论如何是非常重要的。安全与否，直接影响汽机的正常运行，如果由于设计

4、因素导致事故，小则停机，大则危及生命财产，损失巨大，在本设计中采取了以下措施。1、精心计算，防止由于计算失误，而发生实际工况严重偏离计算工况的可能性，提高设计的可信度程度。2、在结构方面，本设计要以上汽n12为母机，参照该机进行设计，尽量采用了n12的结构，以期提高安全性，对于这一点，设计者本身也持一定的怀疑态度，因为本设计并没有参考上汽n12的运行情况，不了解该机的事故情况，同是作为五十年代的设计，某些部分可能也已落后了，例如n12采用了薄型叶轮，该机型叶轮的轮系振动问题很可能导致叶片事故，但限于时间，本设计在结构上还是照抄了n12(上汽1955)。1.2.2经济性 我们大量的时间和精力是化

5、在如何提高汽轮机的效率上，在保证安全可靠的前提下，如何使汽轮机更有效率的工作，为此，本设计对以下几个方面给予了相当的重视，最后设计结果刚刚达到要求，但是我们以为在以下几个方面所做的工作仍是有益的，为此，在这一部分的第四节，将谈到本设计中所遇的困难。1、 在高压部分和中压部分，采用了尽量减少直径变化幅度的通道，以期获得较为光滑的流道，以减少对气流的扰动，降低损失。2、 较好地组织气流，使流动适应汽道的变化，减少冲角损失，以提高叶栅的效率。1.2.3降低制造成本 为了获得较低的制造成本，本设计中不少环节进行了大量试算，由此，本设计得到了以下的好处，1、第二级和第三级，第四级和第五级的叶轮完全一样可

6、以互换。2、第二级和第三级，第四级和第五级的静叶除了高度不同，其叶型完全一样，no1-no5级动叶除高度外完全一样，这样大大减少了机器制造的加工量，工艺上也带来了不少好处。同时，不难想到，由于许多级均采用完全一样的叶片，也不可避免的给效率带来一定的影响。2.原始数据和设计任务2.1原始数据蒸汽初参数：p0=3.43mpa t0=435oc凝汽器进口处压力：pc=5.4kpa给水温度 tfw=170oc汽轮机相对内效率：oi=0.821%汽轮机发电经济功率：pe=12000kw1%汽轮机转速：n=3000r/min2.2设计任务1）热力系统设计及计算。拟定具有三级抽汽的热力热力系统，其中第2级抽

7、汽供除氧器加热用；做原则性系统图；计算系统的热好率。2）汽轮机的热力设计及计算。调节级与非调节级的焓降分配；调节级的方案比较及详细热力计算；非调节级的热力设计及计算；按比例绘出各级的三角形及汽轮机在i-s图上的热力膨胀过程曲线图。3）第四级动叶的强度、振动计算、叶跟强度计算和叶轮的强度计算。4）绘制转子图、第四级动叶和叶轮图。绘制一张汽轮机的纵剖面图。3.设计流程及结果3.1热力系统设计根据设计要求，参照同类机型设计，其系统用图2-1来描述为了对系统进行热平衡计算。首先应做出汽轮机蒸汽膨胀近似过程曲线。第二，确定各加热器的湿度，抽汽压力等有关数据，见表2-1.第三，根据能量守恒计算每一个加热器

8、的抽汽量，同时对功率进行平衡（5%）btfw=1703.43mpa 4350.118mpaqrmqcyqmoqmotgcpc=5.4kpa图1.热力系统简图3.1.1 热力系统计算1.理想状态点参数p0，t0对应的焓值ho=3305.04kj/kgpc,t0对应的焓值hc=2134.20 kj/kghs=h0-hc=1170.84 kj/kg2.考虑到进气和排气节流损失后为：p0=（0.03-0.05）p0 在此取：p0=0.04p0=0.1372mpapo=p0-p0=3.2928mpa h0=3305.04kj/kgpc=在此处个参数取值为：=0.05 c2=100m/spc=0.27kp

9、a实际焓降等熵焓降为3305.04-2145.50=1159.54kj/kg3.出口点参数：hi=1170.84*0.82=960.09kj/kghout=h0-hi=3305.04-960.09=2344.95kj/kg出口点压力为：0.00567mpa 温度为：35.163.1.2 初定调节级1.参考母型，选中径：dm=1.1m2.选双列复数级：最佳速比xa=0.24ca=(2*hs)0.53.由dm,xa,u确定hsu=172.79m/s ca=719.96hs=259.17kj/kg4.计算ls点参数p0p0hshshipcpc123热力过程图hls=h0-hs=3305.04-259

10、.17=3045.87kj/kg由此可以确定压力为1.324mpa，温度为;301.05. 1点确定，由调节级效率和速比的关系可知：xa=0.24对应于效率为0.68如图计算可知：1点参数为：压力：1.324mpa， 温度：339.136.连线1点和出口点交饱和线于a点，可知a点参数为：压力：0.0837mpa， 温度：94.747.1-a中点参数：焓值：2898.26 压力：0.3788mpa 温度： 217.68.1-a中点上浮15kj/kg可以得到2点：压力：0.3788mpa 温度为224.82 焓值为：2913.26kj/kga点下浮15kj/kg可以得到3点：压力： 0.0837m

11、pa 温度为：94.74 焓值为：2652.73kj/kg3.1.3蒸汽流量估计oi=0.82，=0.988， =0.970hs=1170.84kj/kg， pe=12000kwm=1.10， do=53.7t/h3.1.4回热系统计算：1.凝汽器对应的饱和温度为34.27，取凝结水过冷度为：1凝汽器出口温度为：33.272.泵出口点参数:压力为0.118mpa，温度为35.273.射汽抽气器出口点参数：压力为0.118mpa， 温度为38.27抽气量为0.5%d0=268.56kg/h4.除氧器参数：工作压力为0.118mpa，温度为104.3，抽汽压力为0.295mpa，抽气焓值为2864

12、.9kj.kg漏气量为1%d0=537.12kg/h补水参数：压力：0.2mpa，温度为25，流量为1000kg/h，焓值为104.95kj/kg5.给水泵出口点参数：温度为：t5=t4+3=107.36.低加高加抽汽点参数：h4=450.66kj/kg h2=106.41kj/kgh3=(h4-h2)/2+h2=306kj/kg由此可知：t3=73.15加热器端差取为4，压损取为8%pn高加出口饱和温度为174，低加出口饱和温度为77.1。由此可知对应的抽汽压力再加上压损即为对应的抽汽压力：高压抽气：0.9413mpa 抽气焓值：3067.7kj/kg低压抽气：0.0421mpa 抽气焓值：

13、2578.2kj/kg3.1.5.加热器抽气量计算给水量=53711.8+0.5%d0=53980.4kj/kg1.高压加热器热平衡计算进水焓hn1450.66出水焓hn2714进气焓hns3067.7疏水焓hns736.67效率0.98抽气量qn1待求tn2tnstn1tns热平衡计算式：6222.7kg/h2.除氧器热平衡计算补充水量qw1000补充水焓hw104.45疏水量hnh16222.7疏水焓qn1736.67出口水量qmo53980.4出口水焓hnh2437.22进口水焓hn2306进口水量q46757.7- qcy抽气焓抽气量hnqcy2864.9待求qcy hnq hn2qn

14、1 hnh1qw hwqmohnh2除氧器总给水量：q= qmo- qn1- qw- qcy =46757.7- qcy(kg/h)热平衡计算式： qcy hn+q hn2+ qn1 hnh1+ qw hw= qmo hnh2qcy= =1919.14kg/h3.低压加热器热平衡计算进水焓hn1160.41出水焓hn2306进气焓hn22578.2疏水焓hnh322.78效率0.98进水量q44838.45抽气量qn2待求q hn1hnhhn2qn2hn2给水流量：q=44838.56kg/h热平衡计算式：qn2（hn2- hnh）=q（hn2- hn1）qn2=2953.45kg/h3.2

15、流量校核各段流量功率及焓值12345流量（kg/h）5370053431.4447208.745289.642336.15有效焓降（kj/kg）176.2461.1202.8286.7233.25功率（kw）2628.91906.852659.42573606.81342743.0279=12545kwpg=0.988*0.97*12545=12022.6kw=*100%=0.19%3.3调节级设计计算本设计中，采用了双列调节级，苏字调节级叶栅。调节级对整个汽轮机有很大影响，设计和选取调节级时不但要考虑其本身的特点，还必须考虑对以后压力级设计时，可能产生的影响。为了能在一定范围内审视不同的调节

16、级热力方案，对它们进行比较，了解他们的规律，以及各种参数的相互关系。我们必须对多个方案进行计算。事实上，为了选择出最佳方案，至少应该考虑a和xa变化时，不同的结果，限于时间，本设计仅给出d=1100时，不同速比下的各个方案：d不变=1100xa=0.21，0.22，0.23，0.24，0.25，0.26共六个方案。详细计算过程见调节级详细热力计算表。为了分析方便，把主要结果绘成图表。几点说明：1） 本设计为中小功率透平，参数为中参数，故采用喷管配汽。2） 采用苏字双列调节级叶型搭配如下：30tc-2,20tp-1,20tp-3a,25tp-5a3） 反动度选取=0.1，分别为0；0.02；0.

17、06；0.02.4） 双列调节级的理论最佳速比为（xa）opt=0.24,选取时xa应取至0.24附近，计算时，只是为了观察至较大范围内xa对调节级的影响，故xa取0.210.26本设计对调节级进行了同一直径下的详细热力计算，为了比较，我们把计算结果制成下面的图线：i2与速比的关系与速比的关系hs与速比的关系0i与速比的关系在选择调节级方案时，应该考虑的因素是多方面的，至少有以下几个因素必须认真分析：1） 由于调节级效率较低，如果hs过大，可能影响整机效率。2） 由于高加抽汽点的限制，而第一非调节级利用的焓降一般也较小，所以调节级后到高加抽汽之间的压力级级数对调节级方案施加了较大的限制。3）

18、调节级焓降越大，变工况时（因为是喷嘴配汽）工况越恶劣，机组运行的危险增加，可靠性，安全性下降。4） 工艺性方面的考虑，应尽量采用少的级数，制造工作量可下降，同时使汽机尺寸减少，这就是说采用过小的hs尽管很高，但从经济角度衡量仍是不可取的。总而言之，必须综合考虑安全、运行要求、制造工艺等因素，本设计采用xa=0.24，这样调节级后到高压抽汽之间，可用一级，给以后的设计带来一定的方便。调节级叶栅结构特性喷嘴第一列动叶导向叶片第二列动叶级平均直径（mm）1050105010501050叶片高（mm）1617.84222518.7719822.8482299型线30tc-2b20tp-1b20tp-3

19、a25tp-5a安装角（）398180781103”几何出口角（）14.518.324.834.1相对节距0.6230.6230.6120.578弦长（mm）47.6720.2520.3125.54节距（mm）29.712.6112.4314.76部分进汽度0.3051490.30514870.3051490.30514868数目3426281223出口面积（m2）4.03*10-35.64*10-37.93*10-31.29*10-2与喷嘴面积比11.3981.9653.198164.85164.85164.85164.85452.21623.6465.83194.17300.0915018

20、0速比为0.24的速度三角形3.4 压力级的热力计算设计思想首先避免直线突跳，以期获得变化光滑的通流部分，尤其在高、中压部分，减少由于气流通道突跳对气流扰动引起的熵增；其次，注意良好的组织流动，控制超高，以及末级叶片的径高比；第三，在设计中，从制造角度考虑，在满足要求的经济指标前提下，尽量采用已有设计，强调通用性，减少加工量。（1） 通流部分：在本设计中是一个本充分重视的问题，前面曾经提到过当前在设计上，通流部分的改进是一项主要的工作，在这里无法对进气部分进行计算，所以把重点放在了高、中压部分，力求平缓变化。（2） 良好的组织气流，在压力级的计算中，应该对进出口气流给予足够的重视，注意他们是否

21、满足在原理中所导出的相互关系，是否符合所用叶型的要求。（3） 工艺方面：在保证经济性达到要求的情况下，减少零件的种类会降低制造成本。本设计试图在这方面做些努力，比如各级动叶（除高度的差别）、叶轮的一致等。设计过程首先按照透平机械原理上介绍的方法，进行焓降分配。在此之前给出直径变化的规律，再给出速比的变化规律。这样即可计算出每一级的焓降。这时，考虑到抽汽位置的限制，对有关级的焓降进行一定的调整，这样就完成了焓降的分配。为了详细计算，还要参照母机。选取叶型、宽度、反动度等，然后就可以计算了。本设计焓降和直径的情况编号 12345678直径（mm）11751170117412501272152015

22、401600理想焓降（kj/kg）60100102.8959596.7116117.25理想速比0.50560.4110.40670.45050.44950.5430.4930.5039压力级详细计算见压力级详细热力计算表。压力级速度三角形如下图所示：no1175.1170175.1168333.870210140no2183.8256183.8251.3429.4109230150no3184.4260.6184.4260.3434.3115.4230150no4196.3231.7196.3241.4415.697.3230150no5199.8232.4199.8254.6417.710

23、3.7230160no6238.8183.3238.8243.8397.8104.6250170n07241.9200241.9305.2418.1133.6250170no8251.3206.8251.3312.1422.2183.93602103.43mpa3.293mpa3305.041.453124.160.94133067.7qn12967.70.5280.2952864.9qcy2769.90.17442674.90.09692578.20.0462462.2qn22344.950.0175.67kpa5.4kpahs=1170.84热力过程线汽轮机发出的总功率为：pi=2698.

24、13147+8092.81=10791kw功率不满足，增大流量为16%，重新计算可知：pi=3129.83+9422.956=12552.786kw发电机功率：pg=12552.786*0.99*0.97=12054.44kwpg=（12054.44-12000）/12000*100%=0.454%发电装置汽耗率：dg=62292/12054.44=5.16kg/(kwh)发电装置热耗率：qg=dg(i0-in2)=13369.8kj/(kwh)汽轮机内效率：oi=hi/hs*100%=82.001%以上功率、效率均满足要求。热力计算几点体会一、上汽厂设计的n12共有四种，除第一种外均投入了生

25、产，最先该厂采用捷字型的叶片，八个压力级，后逐步采用了苏字叶型，九个压力级的设计，而其给水预热为150。本设计中，给水预热为160，仍然采用了八个压力级，正由于这个原因，给本设计的高中压段带来了相当的困难，导致以下困难的另一个因素是调节级d=1100mm，比上汽厂要小（上汽为d=1150mm）。我们遇到的困难从根本上讲就是：由于抽汽点的限制，第2、3压力级所负担的焓降达到：202.8kj/kg（分别为100kj/kg和102.8kj/kg）第一个压力级的焓降为60kj/kg。另一方面由于受直径变化的约束，第1、2、3压力级的速比分别为0.505597、0.410952、0.406702，效率：

26、76.65247%、78.16656%、80.40781%。即使如此，已经把no3级后除氧器的抽汽压力提高了0.295mpa，这样也使no4、no5级产生了上述类似的问题。一般地说，汽轮机中压部分的效率是较高的。由于上述问题，本设计在中压部分并没有获得令人满意的效率。影响了整个机器的效率，为此我们认为通过以下改进可以较为有效地克服以上问题。1）按照现代的技术水平，提高调节级的平均直径，由于这一步骤，我们将从以下几个方面获得好处。a、调节级速比可提高，由此提高调节级的效率；b、如果保持速比不变，则第一压力级的负担可以大大减轻，使其速比和效率均可提高。2）适当降低除氧器的抽汽压力，以减少除氧器的节

27、流损失，从而降低整个损失。3）由于（2）的调整，可以降低低压加热器的抽汽压力，缓解末级排气的困难，也使汽机的尺寸减小。4）由于（2）的调整，使高加和除氧器的抽汽点之间的焓降增大，达到250kj/kg（估计值）左右，为此，改用三个压力级来到利用这些焓降。通过以上改进，本设计可以得到的显著的好处是：1） 高、中压部分（包括调节级）的通流部分变得光滑，没有突跳，这样为效率做出贡献。2） 各级的速比均有不同程度的提高，这在中压部分将表现的尤为突出。3） 在高中压部分，利用我们更好的组织气流，以适应气道的变化，减少损失。当然，结果会使效率提高。二、由于现有资料的限制，有些工作、有的工作只好搁置起来。例如

28、，在低压部分，必然产生跨音速流动，在本设计的压力级为了控制叶高，我们采用了=20%，这时采用亚音速叶栅已不能适应，应当采用跨音速叶栅。三、由于没有经验所造成的制造上的不必要的麻烦。本设计中除氧器后为全周进汽。在此之前，从第一压力级起的部分进气度分别为0.645、0.703这一点是非常笨拙的。不妨把no1-no2级的e均改为0.49，这样不仅大大增加了叶高，减少了损失，也使制造成本降低，因为只须制造半块（1800）带有叶片的隔板，另一半仅须铸造实的即可。由于e减少而可能引起的损失增加，我们可以利用护罩使之影响大大减小。4强度计算与校核几点说明强度问题是设计计算中的又一个主要方面，由于强度直接与透

29、平的安全可靠性相联系，从而使之具有特别重要的意义，本设计中在强度方面的主要任务是：1） 进行某一级动叶的强度计算；振动计算；叶跟强度计算。2） 进行某一级的叶轮的强度计算。在以下的计算中，采用了材料力学中对材料的基本假设，考虑到工厂的习惯，在本设计中，尽量首先用已有的结构，在满足强度的条件下，尽量考虑工艺的要求，以求降低成本。在计算中，是以透平零件结构和强度计算中讲述的方法为依据的，在计算叶片振动时，采用旧的准则来校核；在叶轮计算中，只计算应力，不考虑振动问题。在强度计算中，是以设计工况的情况为计算起点的，但为了安全起见，通过过载系数k=gmax/g来考虑超载时的强度，另一途径是把这个影响考虑

30、在安全系数中，本设计中，两种方法同时采用，以求安全可靠。4.1叶片的强度计算本设计中，考虑到第四级叶片的具体工况，平均直径不大，叶片较低，温度不高，全为干蒸汽，不存在湿气腐蚀，故采用了（cr13）作为动叶的材料，其特性如下：钢号使用温度0.2 mn/bmn/kkj/*103kg/mat*10-3k-1e*10n/1cr13450-4754206009007.7510.521.67第四级动叶片主要数据型线宽度安装角相对节距弦长节距高度动叶数目喷嘴数目tp-3a25mm770.63925.657616.393824064根据几何相似性的原则。使tp-3a（b=25）的几何特性：fcm2重心mmx0

31、-xoy0-y0v-vjxxcm3wxx cm3jyycm3wyy cm3jwcm3wvv cm3x12.7925w背w进出w进w出wv进wv出1.6875y10.54680.152590.251460.200680.665280.622560.446780.643920.527340.50293 从强度的观点考虑，动叶片的结构可以分为三部分，分别为叶片型线部分，叶根部分和叶顶部分（围带，拉筋）。叶型部分应该符合气体动力学的要求外，还应满足结构强度和加工方面的要求。叶型可以分为等截面和变截面（长叶片）的。本论文中叶片均为等截面的，计算时我们应按照最大工况的参数来计算。参照上海汽轮机厂的结构，考

32、虑加工方便，本设计中第4级动叶为t型叶根，整体围带，为等截面直叶片。由热力计算得到第4级动叶的速度三角形和有关数据。动叶前压力p1=0.179162mpa动叶后压力p2=0.174416mpa流量qmo=12.52kg/s发出的功率p=1001.43kw部分进汽度e=1平均直径d=1250mm圆周速度u=196.25m/s该级的速度三角形如下：196.3231.7196.3241.4415.697.3230150其中c1=415.6m/s w2=241.4m/sb、 下面就可以对叶片的应力进行计算了。1、 叶片型线部分产生的离心力及应力，因为是等截面直叶其离心力cc=fl2w2rm =7.75

33、*103*1.6875*10-4*0.0356*(100)2*1.25/2 =2871.9n那么叶片根部的拉应力1=c/f=2871.9/1.6875*10-4 =17.02mn/2、 围带的离心力及在根部截面引起的应力围带的离心力cscs=fstsw2rs =7.75*103*(0.025*0.004)*(100)2*（1.25/2+0.0356/2+0.02）2*2/240 =832.6n引起的离心拉应力，ss=cs/f=832.6/1.6875*10-4 =4.93mn/由于围带的重心和叶片型线部分的重心不相重合，cs除了在根部截面引起拉应力外，还将引起附加的离心弯应力，下面就来计算这一

34、附加弯应力，首先来求围带的重心。叶根的重心从叶型特征可求出，对围带，其圆弧型线同叶片内弧，而内弧是一个圆弧（r=16.8281mm），这样围带重心可以求出。将围带分割如上图，其各部分重心连线也将是一个r=16.8281mm的圆弧，只要求出这条密度均值的曲线重心，也就求出了围带的重心。问题归结为求曲线s的重心，cs（0 y）y= 这个问题不难解决。=29.5149=120.8124那么，即点c1的坐标可以求出：c1（xc1,yc1）xc1=b/2=12.5mm yc1=ts/2+这里，ts是围带的节距ts=（1250/2+35.6/2+4/2）*2/24016.881mmyc1=16.881/2

35、+2.8859=11.3264mmc1(12.5,11.3264)则围带质心：cs（xs,ys）同理：围带的重心为cs （11.5792,15.3148）下面来求离心力cs对x0-x0，y0-y0的距，c和b图中：m=cx-xcs=12.7925-11.5792 =1.2133mmn =ycs-yc=15.3148-10.5468=4.768mm则b、c可求出b=mcos-nsin=1.2133cos130-4.768sin130=0.1096mmc=ncos+msin=4.768*cos130+1.2133sin130=4.9187mm围带偏心拉伸引起的弯矩和应力：mxs=cs*c=832.

36、6*4.9184*10-3=4.0953nmmys=cs*b=832.6*0.1096*10-3=0.0913nms背=mxs/w背=4.0953/0.25146*10-6=16.23mn/s进=-mxs/w进出-mys/w进（“-”表示压应力）=-4.0953/0.20068*10-6-0.0913/0.62256*10-6=-20.55mn/s出=mys/w出-mxs/w进出=0.0913/0.44678*10-6-4.0953/0.20068*10-6=-20.20mn/3、气流产生的弯矩和应力气流产生的周向力pu气流的轴向力：pa=pa=13.0（451.15sin150-275.6s

37、in230）/240+(0.179162-0.174416)*106*16.39*10-3*35.6*10-3=2.903n则合成p=25.788n汽流力p与y0-y0的夹角为=-arctan(pa/pu)=130-arctan(2.903/25.624)=6.5360p在x0、y0轴上的分力：p1=pcos=25.788cos6.5360=25.62np2=psin=25.788sin6.5360=2.935n气流产生的弯矩和应力：考虑到变工况时的条件，取过载系数k=gmax/g设=1.4弯矩：mbx=l2/2kp1=0.0356/2*1.4*25.62=0.638nmmby=l2/2kp2

38、=0.0356/2*1.4*2.935=0.0731nm应力：b背=-mbx/w背=-0.638/0.25146*10-6=-2.537mn/b进=mbx/w进出-mby/w进=0.638/0.20068*10-6-0.0731*0.62256*10-6=3.062 mn/b出=mbx/w进出+mby/w出=0.638/0.20068*10-6+0.0731/0.44678*10-6=3343mn/表2-9 各种因素在叶根截面上引起的应力（mn/）叶片离心力c围带离心力cs围带附加弯力气流弯应力总应力背17.024.9316.29-2.53735.70进-20.553.0624.462出-20

39、.203.3435.0930.2=420mn/ 可认为是安全可靠的。b、叶根的强度计算本设计中，对第4级动叶片，采用tg-8叶根。其尺寸如右图所示：高度为h0和h1的叶根部分的离心力为c0、c1，高为h2的叶根部分的离心力为c2、c2c0=7.75*103*(100)2*2*6*25*（587.2+6+8+3）2*10-12/240=1096.5nc1=7.75*103*(100)2*2*8*8*（587.2+6+4）2*10-12/240=457.1nc2=7.75*103*(100)2*2*6*8*（587.2+3）2*10-12/240=334.8nc2=7.75*103*(100)2*

40、2*6*15.4*（587.2+3）2*10-12/240=644.5n1、离心力在i-i截面上的拉应力t1t1=42.30 mn/2、气流弯矩在f1近似看成长方形，如图2-17所示ti-i=(587.2+6)*2/240=15.530mm抗弯模量：wy=0.32157*10-6 m3wx= =0.16565*10-6 m3由于汽流力是一分布力，考虑pa、pu引起的弯矩是绕x、y轴的。这样引得应力在pa、pu不太大时，是很小的。气流引起的应力是： =1.4*25.624*（0.0356/2+0.008+0.006）/0.32157*10-6=3.54mn/ =1.4*2.903*（0.0356/2+0.008+0.006）/0.16565*10-6 =0.78mn/3、由于围带、叶片（型线部分）偏心拉应力在i-i上产生应力，为此我们必须首先求得i-i的重心，ci-i求ci-i的过程完全同求cs的过程一样，为了节省篇幅，这里只列出了计算结果：ci-i为（0,0.3493） c1d=5.7027 oc1=5.7027/cos130 =5.8527则o点在oxy的坐标o（12.5，yc1+oc1）yc1+oc1=11.3094+5.8527=17.1621所以o（12.5,17.1621）则i-i截