317 (21)

516

Długość części równej wytrzymałości /, jest tym większa, im większy jest stopień ścienienia łopatki Aj A, i niewiele zależy od odniesionej długości l/d. Przy ścienieniu AJ A. > 5 długość części równej wytrzymałości wynosi

y = 0,65 — 0,80.

Podstawiając wzór na promień podziału (XIII.33) do wzoru (XlII.3l) eliminujemy z niego wyraz r_p i otrzymujemy

(XIII.36)

Oznaczając

k =

1 +ln AjA_z

(XIII.37)

oraz

(XIII.38)

o io = j6_mco²(rf-rl)

znajdujemy prostą relację między naprężeniami w łopatce równej wytrzymałości a łopatką o stałym przekroju

(XIII.39)

ff₀ — k’ffi q.

Naprężenie a₀ w łopatce równej wytrzymałości jest k razy mniejsze od naprężenia w miejscu zamocowania łopatki o stałym przekroju i tej samej długości całkowitej /.

Współczynnik redukcji naprężeń k zależy zgodnie ze wzorem (XI 11.37) od stopnia ścienienia łopatki:

AJA,	t 2	3	4	S	10	15	20
k	I 0.592	0,475	0,419	0383	0303	0270	0250
\fk	1 1,69	2,10	2,39	2.61	3,30	3,70	4,00

Stopień z łopatkami równej wytrzymałości może zajmować powierzchnię osiową S₀ większą niż stopień z łopatkami cylindrycznymi S_i0. Przy założeniu tych samych naprężeń <r₀ = a_i0

(XIII.40)

’ ^10*

Przyjmując przykładowo naprężenie dopuszczalne na rozrywanie (Tiop = 450 MPa, Q_m = 8000 kg/m³ (stal) oraz co = 314 rad/s (turbina normal-noobrotowal. otrzymamy w zależności od stopnia ścienienia A JA. wartości powierzchni osiowej:

A JA.	1	5	10	15	20
S* [m^ł]	3,5$	9,34	11,8	13,2	14.3

Uwagi końcowe.

1.    Łopatki długie ścienione wykonuje się najczęściej jako zwijane (patrz rozdział VII). Profile w poszczególnych przekrojach wzdłuż wysokości łopatki winny być tak ustawione, aby ich środki ciężkości leżały na jednej prostej, usytuowanej promieniowo. W przeciwnym przypadku występowałyby ekscentryczne siły odśrodkowe powodujące zginanie łopatki.

2.    Siła odśrodkowa wywołuje w długich smukłych łopatkach zwiniętych naprężenia styczne, związane z rozkręcaniem profili [49]. Temat ten, jakkolwiek ważny, pominiemy, w naszym wykładzie.

4. Zginanie łopatek wirnikowych siłami od przepływu gazu

Ograniczając się do łopatek wolnonośnych, traktowanych jako belki pryzmatyczne jednostronnie sztywno zamocowane, rozpatrzymy wpierw łopatki krótkie cylindryczne.

4.1. Łopatki krótkie cylindryczne

W przypadku łopatek krótkich d/l > 10—12 moment zginający u podstawy można obliczyć przyjmując, że cała siła poprzeczna jest skupiona w środku długości łopatki: przy czym, zgodnie z rozdziałem I, całkowita siła poprzeczna działająca na pojedynczą łopatkę wynosi

zaś	p=-jp;+pi.	(Xlll.42)
	K 1 1 Na Pu = —nvAcm ---—, fiz2 cz2 u	(Xlll.43)
	p, = —lmAcm+{px-p2)ndr]. ez2	pcm.44)
Przy zasilaniu na części obwodu s < 1, przy zasilaniu na całym obwodzie e** jS Symbolem z2 oznaczono liczbę łopatek wirnikowych.