Нечувствительных скоростей

1 Кроме того, бериллий применяют как источник нейтронов, возникающих при его бомбардировке «-частицами, для «окон» рентгеновских трубок (бериллий прозрачен для рентгеновских лучей) и в других случаях.

ношению числа нейтронов, возникающих в к.-л. звене Ц.я.р., к числу таких нейтронов в предшествующем звене. Самоподдерживающаяся Ц.я.р. возможна только в такой системе, для к-рой k^ 1. Ц.я.р. сопровождаются выделением огромного кол-ва энергии (ок. 200 МэВ на каждое делящееся ядро урана или плутония), гл. обр. в виде кинетич. энергии образовавшихся ядер-осколков. Это обусловливает практич. использование Ц.я.р. в качестве источника энергии (см. Ядерный реактор). На использовании огромной энергии, высвобождающейся при взрывной Ц.я.р., осн. действие ядерного (атомного) оружия.

равна 5—6 МэВ. Под действием таких частиц реакция (а, п) с относительно большой вероятностью осуществима лишь на ядрах некоторых легких элементов (бериллий, бор, фтор, литий), которые в основном и используются в качестве мишеней в рассматриваемых источниках. В зависимости от энергии oc-частиц максимальная энергия нейтронов, возникающих в реакции (а, п) на бериллии, боре и фторе, не превышает соответственно 10—12, -~6 и ~ 3 МэВ, а средняя энергия нейтронов для этих источников соответственно равна 3,5—4,5; 2,5—3 и 1—1,5 МэВ. В табл. 9 приведены характеристики радиоактивных (а, п) источников нейтронов.

Нейтроны, возникающие в процессе деления, имеют энергию более 1 МэВ; на рис. 7.5 показана зависимость количества нейтронов на единицу энергетического интервала от энергии нейтронов, возникающих при тепловом делении 235U или 239Ри. Для того чтобы эти нейтроны были более эффективны в отношении реакции деления, их энергия должна быть снижена в среднем до резонансной энергии около 10 эВ, как показано на рис. 7.2. Эту цель выполняет замедлитель, наличие потока нейтронов разных энергий затрудняет анализ распределения нейтронов. В первом приближении обычно считается, что все нейтроны имеют одинаковую энергию, одногруп-повое приближение.

где v — число нейтронов, возникающих при делении; о/ — сечение деления в активной зоне (делящегося топлива и воспроизводящего материала) и аа — общее сечение захвата в активной зоне. Очевидно, что для поддержания необходимого расширенного воспроизводства ядерного топлива ц должно быть несколько больше двух. Однако сечения деления и захвата являются функциями энергий нейтронов. На рис. 7.10 приведена зависимость т) от энергии нейтронов.

Сущность метода определения водородсодержания состоит в измерении интенсивности потока медленных нейтронов, возникающих в результате замедления быстрых нейтронов а-бсриллиевых источников в контролируемой среде. Измерение уровня (водород- или углсродсодержащих сред) основано на том же методе.

деление (см. кн. 1, рис. 6.11). Вклад в баланс нейтронов в результате деления четных ядер существенно зависит от типа реактора. Отношение числа нейтронов, возникающих в результате деления нечетных и четных ядер, к числу нейтронов, возникающих при делении только нечетных ядер, называют коэффициентом размножения на быстрых нейтронах ц, В реакторах на тепловых нейтронах и. незначительно отличается от единицы (1,05 для ВВЭР и 1,02 для РБМК). В реакторах на быстрых нейтронах доля деления четных ядер существенно возрастает и и, достигает 1,15—1,20.

1 Кроме того, бериллий применяют как источник нейтронов, возникающих при его бомбардировке а-частицами, для «окон» рентгеновских трубок (бериллий прозрачен для рентгеновских, лучей) и в других случаях.

Сырьевые ядра ( U, Th) тоже испытывают деление (см. кн. 1, рис. 6.11). Вклад в баланс нейтронов в результате деления четных ядер существенно зависит от типа реактора. Отношение числа нейтронов, возникающих в результате деления нечетных и четных ядер, к числу нейтронов, возникающих при делении только нечетных ядер, называют коэффициентом размножения на быстрых нейтронах Л. В реакторах на тепловых нейтронах ц незначительно отличается от единицы (1,05 для ВВЭР и 1,02 для РБМК). В реакторах на быстрых нейтронах доля деления четных ядер существенно возрастает и ц достигает 1,15—1,20.

В зависимости от энергии а-частиц максимальная энергия нейтронов, возникающих в реакции (а, п) на бериллии, боре и фторе, не превышает соответственно 10 ... 12, «6 и аЗ МэВ, а средняя энергия нейтронов для этих источников соответственно равна 3,5 ... 4,5; 2,5 ... 3 и! ... 1,5 МэВ.

Нечувствительные скорости существуют как для пары симметричных, так и для пары косо-симметричных грузов при расположении плоскостей уравновешивания близко к опорам. Например, из фиг. 6. 21 видно, что при 1К = 0,11 величина необходимых для устранения второй гармоники неуравновешенности кососим-метричных грузов резко возрастает вблизи скорости Yi ^ 5,4 (Y2 ^ 1,35), так как здесь значение коэффициента (16 — Y?) X X (Кл + К$) проходит через нуль. В этом случае ротор нечувствителен к кососимметричным грузам. Приведенный выше пример с ротором генератора ТВ-100-2 подтверждает это положение, причем и область нечувствительных скоростей этого ротора (ун% ^ =Ъ 1,4-=-1,5) лежит близко к теоретическому значению Y«a ~ 1,35. Некоторое различие в этих значениях объясняется тем, что ротор генератора имеет переменное сечение, а здесь рассматривались роторы постоянного сечения.

Критической скорости пойвЛениё нечувствительных Скоростей возможно при размещении симметричных уравновешивающих грузов на расстоянии 1С <С 0,295/ и кососимметричных грузов на расстоянии /к < 0,2/. При 1С > 0,295/ для симметричных грузов и 1К > 0,2/ для кососимметричных нечувствительные скорости до второй критической скорости не проявляются.

дятся с изложенными выше результатами. Из графика, например, ясно видно, что при размещении плоскостей уравновешивания на расстоянии IJI > 0,295 в рабочем диапазоне (до YI = 4,5) нечувствительных скоростей к симметричным грузам не будет. Если же приближать плоскости уравновешивания к опорам, то нечувствительные скорости будут приближаться к критической, т. е. к области наиболее опасных вибраций.

Для реальных роторов турбогенераторов вследствие повышенной жесткости средней части места оптимальных плоскостей будут смещаться к опорам и приближаться одна к другой по сравнению с положением их для гладкого ротора. При проектировании необходимо предусматривать такие соотношения между длинами, диаметрами, моментами инерции и массами концевых частей и бочки ротора, чтобы оптимальные плоскости уравновешивания располагались по торцам бочки ротора или достаточно близко от них. Это позволит также избежать появления нечувствительных скоростей в рабочем диапазоне оборотов. 238

Другая группа статей посвящена рассмотрению вопросов, связанных с балансировкой роторов. В них показана возможность определения осевого положения дисбаланса по величинам нечувствительных скоростей гибкого ротора или по его амплитудно-•фазо-частотным характеристикам. Исследована возможность балансировки гибкого ротора грузами, место установки которых яе совпадает с дисбалансом. Рассмотрены методы балансировки многовальных и многоконтурных турбомашин с различными скоростями совместно работающих роторов и описаны соответствующие аппаратура и оборудование. Рассмотрены вопросы автоматической балансировки на ходу жестких роторов с помощью устройств со следящими системами.

Основой большинства существующих методов определения неуравновешенности гибких роторов являются замеры вибраций его опор. Наличие «нечувствительных скоростей» и ряд других причин при измерениях на опорах не могут дать четкой картины распределения неуравновешенности и не характеризуют в достаточной мере вибрационное состояние ротора. Поэтому одним из критериев сбалансированности гибкого ротора является сведение к минимуму изгибающих моментов в роторе. Более полную информацию о динамическом состоянии ротора можно получить с помощью тензодатчиков, наклеенных на тело ротора в ряде исследуемых сечений. Тензодатчики дают возможность определить как динамические напряжения, возникающие в роторе, так и

Консольные нечувствительные скорости до настоящего времени мало исследованы. Имеются лишь две работы [3, 5], в которых упоминается о существовании этих скоростей и даются графики для определения их значений. Поэтому представляется целесообразным получить уравнения для определения нечувствительных скоростей для грузов, установленных на консольных частях ротора, и привести некоторые результаты их исследования.

Уравнение для определения нечувствительных скоростей при двух симметричных грузах, установленных на консолях, получаем из условия равенства нулю опорной реакции (15)

Приравнивая нулю это выражение, получаем уравнение для определения нечувствительных скоростей при двух кососиммет-ричных грузах, установленных на консолях:

Из уравнений (16) и (22) видно, что значения нечувствительных скоростей для грузов, установленных на консолях, зависят только от относительной длины консолей. При нулевой длине консолей уравнения (16) и (22) превращаются соответственно в уравнения С (р) = 0 и St (р) == 0, определяющие собственные частоты ротора при симметричных и кососимметричных колебаниях. То есть при приближении консольных грузов к опорам величина нечувствительных скоростей приближается к соответствующим собственным частотам, как и в случае грузов внутри пролета. Однако для грузов, установленных в пролете на некотором расстоянии от опор, нечувствительная скорость больше соответствующей собственной частоты. Для грузов же, установленных на консолях, нечувствительные скорости будут ниже соответствующих собственных частот, что следует из уравнений (16) и (22) при учете значений частотных функций (11). Чем больше длина консоли, тем меньше величина нечувствительной скорости, что объясняется повышением гибкости консольной части.

Эти выводы подтверждаются рис. 2, на котором приведены графики относительных значений нечувствительных скоростей YIH и Y-2H Для пары симметричных (кривая 1) и кососимметрич-ных (кривая 2) грузов, установленных на консолях, в зависимости от относительной длины последних. Кривая 2 при всех длинах консолей располагается выше кривой 1; это показывает, что нечувствительная скорость для кососимметричных грузов при одинаковой длине консолей всегда расположена ближе ко второй