Кратковременного нагружения

К кратковременным относятся нерегулярно возникающие временные нагрузки: повышенное воздействие временных нагрузок на рабочих площадках при ремонтах, возможное кратковременное увеличение динамических нагрузок, возникающих при нормальной работе оборудования, динамические нагрузки, возникающие при пуске оборудования с длительным циклом действия, отклонения в давлениях сыпучих материалов, жидкостей, газов и т.д., временные нагрузки, возникающие при строительстве или ремонте сооружений и при их испытании, нерегулярные отклонения эксплуатационной температуры.

Под форсажем понимается обычно кратковременное увеличение мощности ПЭ, чаще транспортного применения. Но и стационарные ПЭ, например, электростанций, тоже нуждаются в форсаже для покрытия пиковых нагрузок в особенно напряженные дневные часы, для обеспечения энергией на короткое время особенно энергоемких производств.

Импульсный метод (критерий 7) представляет собой в принципе переключение с удвоением защитного тока /2=2/j по формулам (3.17) и (3.18). При наличии блуждающих токов соответствующий ток защиты в периоды меньших колебаний потенциала кратковременно (в течение нескольких секунд) удваивается. Кратковременное увеличение тока не вызывает существенного изменения потенциала поляризации [10]. Истинный потенциал может быть получен согласно выражениям (3.13) и (3.15):

Достоинства турбонасосов (рис. 2.11)—небольшие габариты привода и отсутствие каких-либо вспомогательных контуров, поскольку при использовании в кипящих реакторах они могут устанавливаться непосредственно внутри сепаратора насыщенного •пара. Основными узлами турбонасоса являются проточная часть .1 собственно насоса, приводная турбина 6 и подшипниковые узды 2, 9 и 10. В качестве подшипниковых опор в турбонасосе применяются гидростатические «ли гидродинамические подшипники, работающие на перекачиваемой среде. Особенностью такого насоса является возможность работы в широком диапазоне частот вращения ротора ^например, от 1000 до 8000 об/мин), при поддержании подачи, оптимальной для данного режима работы ЯЭУ. Однако обеспечение устойчивой работы во всем диапазоне частот вращения •накладывает дополнительные требования на конструкцию. В частности, большое значение имеет правильный подбор материалов пар трения подшипников и в особенности пусковой пяты, так как последняя работает в горячей воде (290 °С) и при •окружных скоростях до 100 м/с. Конструкция насоса должна быть рассчитана на кратковременное увеличение частоты вращения выше номинальной с сохранением работоспособности.

Номинальное давление насоса 100 кГ/см2. Допускается кратковременное увеличение давления до 160 кГ/см*.

Примечание. При сжигании твердого топлива может быть допущено кратковременное увеличение паропроизводителыюсти котлов на 20 — 30% по сравнению со значениями, указанными в таблице.

Форсированием тяги называют кратковременное увеличение тяги двигателя по сравнению с ее величиной, соответствующей максимальному режиму.

В современных ТРД, особенно для сверхзвуковых самолетов, широко используются форсажные режимы работы, т. е. режимы повышенной тяги в сравнении с максимальным режимом. Это достигается как за счет непосредственного воздействия на турбокомпрессорную часть (впрыск в поток легко испаряющейся жидкости, кратковременное увеличение числа оборотов и температуры турбокомпрессора), так и за счет сжигания дополнительного топлива за турбиной в специальных форсажных камерах, в результате чего повышается температура, а значит, и скорость истечения выходящих газов. Последний способ форсирования в настоящее время наиболее распространен.

2 Допускается кратковременное увеличение скорости на 10 м/ч по срав-

Допускается кратковременное увеличение скорости фильтрова-

2. Допускается кратковременное увеличение скорости на 10 м/ч по сравнению с указанными при выключении фильтра на регенерацию (максимально .допустимая скорость). Скорость фильтрования менее 5 м/ч не допускается из-за возможного резкого снижения обменной емкости катионита.

В работе [16] исследована длительная прочность двух материалов с никелевыми матрицами, армированных вольфрамовой проволокой, содержащей менее 0,01 % включений (в основном, двуокиси кремния) и занимающей примерно 40% объема. Материалы матрицы — Нимокаст 258 и EPD 16. В работе обнаружено, что добавка тонкой вольфрамовой проволоки (0,01 дюйм диаметром) оказывает малое или вообще не оказывает усиливающего действия на матрицу, исключение представляет случай, когда температура превышала 900 °С. Интересно отметить, что модули Юнга волокна и матрицы при комнатной температуре в этом случае очень близки (55 • 10е фунт/дюйм2 для волокна и 30 х X 10е фунт/дюйм3 для матрицы). При высоких температурах испытания 1000 и 1100 °С прочностные свойства вольфрамовой проволоки улучшаются, в особенности прочность при разрушении. На рис. 23 представлена зависимость 100-часовой прочности от температуры. В этой же работе [16] приведены и другие испытания, предпринятые для того, чтобы выяснить, как влияет степень армирования на длительную прочность, но полученные результаты, вероятно, недостаточны для каких-либо выводов. Другая часть работы [16] состоит в исследовании влияния диаметра волокна на прочность композитов. Здесь, кажется, существует противоречие между свойствами при кратковременном растяжении и длительных нагружениях при высоких температурах. Для кратковременного нагружения чем тоньше проволока, тем она прочнее, а при продолжительном нагружении и повышенных температурах тонкие вольфрамовые проволоки теряют свои качества быстрее, чем толстые, вероятно, из-за рекристаллизации в поверхностных слоях и реакции между волокном и матрицей.

К изломам, возникшим от однократно приложенной возрастающей нагрузки, называемым также изломами кратковременного нагружения, относятся статические и ударные изломы при растяжении, изгибе, кручении и т. д. Общим для их образования является постепенное, хотя и происходящее с разной скоростью, в течение всего периода нагружения возрастание внешней нагрузки до значения, соответствующего временному сопротивлению образца или детали в данных условиях нагружения.

134. Кольский Г. Новейшие экспериментальные и теоретические исследования эффектов кратковременного нагружения.— В кн.: Успехи механики деформируемых сред. М.: Наука, 1975, с. 269—281.

В качестве основного конструкционного материала для элементов, составляющих оболочечный корпус (оболочку, фланец), используют жаропрочный сплав ХН60ВТ. На рис. 4.48 и 4.49 приведены диаграммы деформирования этого сплава при температурах, характерных для условий эксплуатации рассчитываемых деталей. Деформирование образцов материала в процессе кратковременного нагружения при высоких температурах выполняли с повышенными скоростями нагружения, когда временные процессы не оказывают заметного влияния на сопротивление деформированию.

500 нм3/ч, на КС — 200 нм*/ч. Поскольку в дополнительной КС отсутствуют поверхности нагрева, охлаждение продуктов сгорания не происходит и температура газов перед газовой турбиной сразу достигает значения 300° С. Затем число оборотов газовой турбины повышается до 1200 об/мин. При 700 об/мин зажигаются основные периферийные горелки ВПГ. Расход топлива устанавливается равным на ВПГ 2000 нм3/ч, на КС — 450 нм^/ч. Температура газов перед газовой турбиной поддерживается равной 300°С. При этих параметрах газовая турбина и ВПГ прогреваются в течение 25 мин. Постоянная температура газов поддерживается изменением расхода топлива на КС. Последующие ступени повышения числа оборотов газовой ступени аналогичны пуску ПГУ без дополнительной камеры сгорания. Повышение числа оборотов от 300 до 1200 об /мин, от 1200 до 1600 об/мин и от 1600 до 2200 об /мин производится за счет кратковременного нагружения пускового двигателя с параллельным увеличением расхода топлива на ВПГ и дополнительную камеру сгорания. Выход на холостой ход достигается увеличением топлива на камеру сгорания до 800 нм3/ч и плавным прикрытием противопомпажного клапана. Прогрев турбины при 1600 об/мин производится в течение 15 мин. Время увеличения числа оборотов от 1600 до 3000 об /мин составляет 10 мин. К концу пуска параметры пара достигают значения 90 ати и 480° С. График пуска ПГУ с дополнительной камерой сгорания при температуре наружного воздуха 0°С показан на рис. 59. Характеристики пусковых режимов ПГУ с дополнительной КС детально освещены в [Л. 12].

В качестве основного конструкционного материала для элементов, составляющих оболочечный корпус (оболочку, фланец), используют жаропрочный сплав ХН60ВТ. На рис. 4.48 и 4.49 приведены диаграммы деформирования этого сплава при температурах, характерных для условий эксплуатации рассчитываемых деталей. Деформирование образцов материала в процессе кратковременного нагружения при высоких температурах выполняли с повышенными скоростями нагружения, когда временные процессы не оказывают заметного влияния на сопротивление деформированию.

Разрушение при длительном напряженном состоянии монослоя так же, как и в случае кратковременного нагружения, определяется разрушением наислабейшего компонента - полимерного связующего, волокон или связи между ними.

Установки для испытания трубчатых конструктивных элементов при сложном напряженном состоянии в условиях кратковременного нагружения осевой растягивающей силой и внутренним давлением оснащены блоком высокого давления рабочей газовой среды, основу которого составляют газовый компрессор, система емкостей, регулирующие и запорные клапаны [63]. Устройство для нагружения образца растягивающими и сжимающими нагрузками установки "Микрат-4-6" расположено внутри испытательной камеры, а силовозбудитель - вне камеры [3].

Как и другие материалы, стеклопластики, подвергнутые циклическому усталостному нагружению или долговременному статическому нагружению (механическое разрушение), характеризуются понижением уровня разрушающих напряжений до величины ниже максимальной, наблюдаемой для случая кратковременного нагружения. Механическое разрушение и усталостные характеристики обнаружены также в результате выдержки композита в воде. Данные по влиянию окунания в воду на снижение разрушающего напряжения приведены в гл. 3 по MIL-HDBK-17 [29]. В типичном случае образцы полиэфирного СП марки 181, армированного стеклотканью, подвергнутые воздействию изгибающих напряжений на воздухе в течение 1000 ч, разрушаются при напряжениях, равных 68 % от ои, в то время как образцы, нагружаемые под водой в течение такого же периода времени, разрушаются при напряжениях, составляющих 48 % от макси-

Как известно [138], эквивалентным напряжением называется наибольшее главное напряжение в одноосном растяжении, равнопрочном заданному напряженному состоянию. Таким образом, введение понятия эквивалентного напряжения сводит оценку прочности при неодноосном к оценке при одноосном напряженном состоянии. Для эквивалентного напряжения в простейшем случае постоянных во времени напряжений и температуры пытались использовать известные из курса сопротивления материалов теории прочности для кратковременного нагружения. Однако эти попытки не привели к хорошим результатам. Были также предложены различные эмпирические формулы.

Желательно, чтобы уравнение предельных состояний в явном виде учитывало влияние времени, температуры, влажности, масштабного фактора, но такая проблема не решена до сих пор даже для изотропных тел. Поэтому в первом приближении условие равноопасных напряженных состояний написано для статического кратковременного нагружения при заданном температурно-влажност-ном режиме, а влияние всех перечисленных факторов может вводиться параметрическим способом. Инварианты (3.3) и (3.4) удобны для сокращенной записи критерия прочности анизотропных тел.