Крупносерийное производство

Перенос вещества из продуктов сгорания на поверхность экранных труб происходит по инерции, за счет диффузии либо под воздействием электростатических сил. В первом случае частицы золы, имеющие большую инерцию, выходят из потока при его искривлении или из-за пульсации и крупномасштабной турбулентности среды внутри топочной камеры и ударяются о поверхность труб. Во втором случае частицы золы и пары минеральных компонентов передвигаются турбулентно к поверхности в результате броуновского движения либо термодиффузии через пограничный слой.

Более распространенным является горение в условиях крупномасштабной турбулентности (1~>% ). Под действием . турбулентности этого вида .фронт пламени начинает деформироваться. По мере, увеличения пульсационных составляющих скорости (а/) фро-нт пламени все более искривляется (рис. 54, а) и в конце концов разрывается. При сильной крупномасштабной турбулентности пульсирующие объемы горящего газа и свежей смеси двигаются вперемежку (рис. 54, б) и несгоревшая смесь' постепенно сгорает. В этих условиях резко возрастает поверхность сгорания, которую уже нельзя назвать фронтом, поскольку она распределена по всему объему горящей смеси и в итоге скорость распространения пламени увеличивается. Зона горения, в этом случае состоит как бы из множества. очагов горения. Основываясь на упрощающем геометрическом представлении, а именно на представлении о мгновенной поверхности пламени, как составленной из множества конических поверхностей, возможно. получить следующее выражение для скорости турбулентного распространения пламени (для w' <^ин ):

Дальнешее развитие теории горения в турбулентном потоке [72] исходит из предположения о тесной взаимосвязи мелкомасштабной и крупномасштабной турбулентности. Исходя из этих представлений, считают, что мелкомасштабная турбулентность носит определяющий характер, а крупномасштабная — определяемый. Возникновение в зоне горения мелкомасштабной турбулентности влечет за собой увеличение ширины зоны горения, что приводит к постепенному освоению этой зоной пульсаций все более крупных масштабов. При возрастании роли крупномасштабного механизма ускорения процесса горения падает значение мелкомасштабного механизма, и наоборот. Процесс крупномасштабного ускорения в условиях нестационарного го-рейия приводит к быстрому росту скорости распространения пламени за счет расширения зоны горения 6. В дальнейшем по мере того, как пламя становится стационарным, роль крупномасштабного ускорения процесса горения становится все меньше в связи с тем, что зона горения постепенно расширяется за счет мелкомасштабного механизма ускорения и поглощает все пульсации более крупных масштабов. В связи с тем, что в турбулентном потоке могут возникать и исчезать турбулентности тех или иных масштабов, ширина зоны горения даже при стабилизированном горении может меняться; это приводит к характерной вибрации и шумам в турбулентном пламени.

ламинарном потоке, при мелкомасштабной турбулентности, при крупномасштабной турбулентности и в общем случае; I* и 'к —масштабы турбулентности соответственно мелкого и крупного порядка; Ун и УК— коэффициенты, характеризующие вероятность соответствующего класса пульсаций;

щем из сопла, небольшого остаточного давления (сверх атмосферного давления), поток при выходе из сопла расширяется и поэтому (рис. 74) основание конуса горения несколько больше, чем выходное сечение сопла. Вследствие этого у среза сопла образуется небольшой горизонтальный участок фронта воспламенения, где скорость потока wr минимальная и поэтому здесь прежде всего достигается динамическое равновесие между скоростью горения и скоростью воспламенения. Эта кольцевая зона является своего рода зажигающим устройством. Скорость потока увеличивается в направлении к его оси, сообразно с этим на большем расстоянии от фронта горения (считая от среза сопла) достигается уравновешивание нормальной составляющей скорости потока wa = const скоростью нормального воспламенения WH. Этим объясняется и коническая форма фронта горения и возможность отрыва пламени в случае, когда касательная составляющая к фронту горения к»,, sin ф во всех точках конуса окажется настолько значительной, что произойдет отрыв конуса от среза сопла. Вершина конуса горения на оси wr = и„, очевидно, должна иметь закругленную форму. Конус горения имеет относительно правильную форму только при ламинарном факеле. При турбулентном факеле фронт пламени искажается, а «зажигающего кольца» у основания конуса может вовсе не быть. В силу указанного пределы устойчивости открытого турбулентного факела уже, чем ламинарного. Известно, однако, что в случае крупномасштабной турбулентности при разрушении фронта пламени внутри факела могут возникнуть обратные потоки, обусловливающие зажигание горючей смеси, аналогично тому, как это обеспечивает зажигающее кольцо с внешней стороны. Высота конуса горения зависит от величины скорости нормального воспламенения мн. Уменьшение ин , например при обеднении горючего газа или увеличение в горючей смеси количества газа или воздуха против стехиометрического соотношения приводит к увеличению высоты конуса. С другой стороны, известно, что наиболее широки пределы устойчивости при горении чистого газа в воздухе, а наименее устойчивы при горении стехиометрической смеси и смесей, еще более богатых воздухом. В то же время в случае горения стехиометрической смеси значение ин максимально. Объяснение этому явлению надо искать в аэродинамике свободной струи. Действительно, подсос окружающего воздуха в корень струи настолько балластирует избыточным воздухом горючую смесь у кромки сопла, что зажигающее кольцо может не образоваться или оно будет выражено слабо. Напротив, при вытекании из сопла чистого газа за счет подсоса окружающего воздуха могут создаться наиболее благоприятные условия для образования устойчивого зажигающего кольца. Явление проскока пламени в сопло также связано с нарушением динамического равновесия wr =-•• ин вбли-

Принимается, что в мелкомасштабной турбулентности из всего спектра масштабов 1Е участвуют лишь те, абсолютные величины которых не превосходят ширины ПЗР ЬКУ1: 1Е < Ьни. В крупномасштабной турбулентности, приводящей к искривлению или дроблению ПЗР, при этом участвуют масштабы, которые удовлетворяют условию 1Е > Ьим- В связи с этим весь спектр можно разделить на две области (рис. 1, а): заштрихованная область (0 < /?<&Нм) является мелкомасштабным участком спектра, незаштрихованная — крупномасштабным (&I:M<"ZE < оо). Нетрудно видеть, что относительные размеры каждой области зависят как от среднего масштаба "/?, так и от физико-химических свойств топливной смеси, определяющих величину Ьнм.

Таким образом, следует различать два вида крупномасштабной турбулентности: низко- и высокочастотную. Первая приводит к искривлению или дроблению поверхности ПЗР и соответствующему увеличению видимой скорости ее распространения, вторая— к появлению объемно-гомогенных процессов, протекающих во всем пространстве зоны горения.

пламени соответственно для условий слабой и развитой турбулентности. Из-за отсутствия высокочастотной части турбулентного спектра параметры искривленной ПЗР равны параметрам ламинарного фронта. Поэтому значение коэффициента ф, характеризующего уровни мелко- и крупномасштабной турбулентности, в этом

Согласно выводам Шелкина [2] скорость распространения фронта пламени в области поверхностно-ламинарных режимов с развитой турбулентностью равна величине пульсационной скорости, участвующей в крупномасштабной турбулентности. На этом основании можно записать

Следует особо отметить, что в области поверхностно-ламинарных режимов влияние физико-химических свойств на скорость ит осуществляется не через нормальную скорость мл, а через геометрические размеры ламинарного фронта (6Л), определяющие уровень крупномасштабной турбулентности зоны горения. Для этой

Таким образом, можно сказать, что этими экспериментальными данными, так же как и работами А. В. Та-лантова и В. Е. Дорошенко, подтверждается схема К. И. Щелкина для горения в потоке однородной смеси при крупномасштабной турбулентности. Следует также отметить, что обработка полей концентрации СОг и т]г, взятых как вдоль линий тока, так и по поперечным сечениям факела, показывает, что в безразмерных координатах кривые С02 и т]г совпадают. Это указывает на пол-«ое «х подобие. На рис. 11 в качестве примера приведе-«ы эти поля. Эти поля могут быть описаны кривой, подсчитанной по уравнению

10.2. Серийное и крупносерийное производство деталей машиностроения

— — , серийное и крупносерийное производство 356

10.2. Серийное и крупносерийное производство деталей машиностроения .............................. 353

Взаимозаменяемость. Массовое и крупносерийное производство осуществляется на основе принципа взаимозаменяемости.

Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры изделий партиями (сериями), повторяющимися через определенные промежутки времени, и широкой специализацией рабочих мест. Разделение серийного производства на крупно-, средне- и мелкосерийное условно, т. к. в различных отраслях машиностроения при одном и том же количестве выпускаемых изделий в серии, но при существенном различии их размеров, сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным типам. По уровню механизации и автоматизации крупносерийное производство приближается к массовому, а мелкосерийное — к единичному.

сложной формы в условиях единичного и мелкосерийного производства. В этом случае предусматриваются значительные технологические напуски и припуски, так как ковкой трудно выполнять ребра и.другие фасонные поверхности. С увеличением масштаба производства более экономичным становится штамповка на молотах (серийное производство) и КГШП (массовое и крупносерийное производство). Для повышения производительности штампрвки, •Ки.м и уменьшения себестоимости заготовок применяют предварительную штамповку на ковочных вальцах и поперечно-клиновую прокатку. В массовом производстве штампованные поковки дополнительно подвергаются калибровке. Отверстия диаметром более 25...30 мм выполняют в заготовках ковкой, штамповкой, литьем, меньшие — механической обработкой.

КРУПНОСЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО — тип

зе многоместного истребителя и к середине 1935 г. прошел испытания трехместный скоростной бомбардировщик АНТ-40 (рис. 96) с двумя двигателями М-100. Он свободно летал и набирал высоту при одном выключенном двигателе, был устойчив в полете, прост и легок в управлении. Скорость его полета превышала скорость полета истребителей (табл. 22), а боевое вооружение обеспечивало (при полете строя самолетов) высокую плотность оборонительного огня. Переданный в крупносерийное производство, он подвергся последовательному совершенствованию. Так, двигатели М-100 были заменены более мощными двигателями М-100А, увеличены запасы топлива, улучшена

По техническим характеристикам самолет ДБ-3 находился на уровне лучших достижений мировой авиационной техники того времени. Тем не менее в конце 30-х годов проводилось его конструктивное совершенствование (установка более мощных двигателей, увеличение бомбовой нагрузки, усиление оборонительного вооружения и броневой защиты). Самолет этот, в улучшенном варианте получивший индекс Ил-4 (рис. 97), переданный в крупносерийное производство, широко использовался для проведения боевых операций в годы войны. Кроме того, в 1941 г. Советским Военно-Воздушным Силам был передан ночной бомбардировщик дальнего действия Ер-2, сконструированный под руководством В. Г. Ермолаева и с 1943 г. оборудовавшийся дизельными двигателями АЧ-ЗОБ и АЧ-ЗОБФ.

С 1936—1937 гг. было начато крупносерийное производство простых по конструкции, дешевых и надежных в эксплуатации учебно-тренировочных самолетов А. С. Яковлева — двухместного УТ-2, построенного в количестве 7150 экз. и до конца 40-х годов сохранявшего значение основного типа отечественных учебно-тренировочных самолетов, и более быстроходного одноместного самолета УТ-1, развивавшего скорость до 257 км/час и предназначавшегося для тренировки летчиков, обладавших уже достаточно высокой летной квалификацией. В это же время были созданы учебно-тренировочные и спортивные самолеты А. С. Москалева (САМ-5бис) и А. К. Грибовского (Г-23 бис), на которых в 1937—1939 гг. были установлены международные рекорды дальности полета (до 3320 км) и высоты полета (до 8000 м) для класса легких самолетов.

С 1940—1941 гг. в крупных сериях строились самолеты-истребители Як-1 иЯк-7с цельнодеревянными крыльями. С середины 1942 г. по мере возрастания выпуска качественных марок стали, алюминия и легких сплавов началось крупносерийное производство самолетовЯк-9с более легкими крыльями смешанной металло-деревянной конструкции, с соответственно увеличенным объемом топливных баков и с усиленным вооружением. Эти самолеты стали наиболее распространенным типом советских самолетов-истребителей военных лет. Наконец, весной 1943 г. прошел испытания облегченный самолет Як-3 с двигателем ВК-105ПФ В. Я. Климова (1892—1962), значительно превосхо-