Переменными свойствами

Звенья, центры тяжести которых совершают движение с переменными скоростями, дополнительно нагружают сопряженные с ними звенья силами инерции. Например, при неправильной посадке шкива на вал центр масс его 5 может не совпадать с геометрической осью вращения О (рис. 9.1, а). Вследствие этого при вращении вала возникает центробежная сила инерции Ри

Суммируя данные о влиянии скорости деформации на прочность однонаправленных волокнистых композитов, можно сказать, что, по-видимому, в интервале изменения скорости деформации, обычно используемом в стандартных испытательных машинах, изменения значений прочности не слишком велики. Эти изменения составляют 10 или 20% в зависимости от свойств составляющих и геометрии композита. При испытаниях с разными скоростями деформации наблюдались разные виды разрушения, однако в настоящее время не существует модели для предсказания прочностных свойств различных композитных систем при нагружении с переменными скоростями деформации.

При проектировании механизмов существенное значение имеют силы инерции, возникающие во время движения звеньев механизма с переменными скоростями.

3. В рассмотренных примерах были заданы зависимости момента движущих сил и изменяющегося скачком момента сил полезного сопротивления соответственно от угловой скорости и от угла поворота звена приведения, приведенный же момент инерции масс звеньев механизма считался постоянным. При большой массе звена приведения по сравнению с массами остальных звеньев считать постоянным приведенный момент инерции вполне возможно, так как это не ведет к существенным ошибкам. Когда же массы звеньев, движущихся с переменными скоростями, велики, то пренебрегать изменениями приведенного момента инерции нельзя, и тогда решать динамические задачи, изложенными выше методами не представляется возможным. В таких случаях приходится применять численные или графические методы. Далее излагаются два графических метода, позволяющие решать динамические задачи при заданных в общем виде движущем моменте, моменте сил сопротивления и моменте инерции.

2. Для станков с плоскими плашками, работающих с переменными скоростями, приведенные в таблице значения относятся к средним скоростям.

Существуют и другие направления экономии энергии в конечном энергоиспользовании. В Великобритании с 1954 г. работает Национальное бюро по эффективности использования топлива в промышленности. Тщательные исследования этого бюро, проведенные еще в 1965 г., во времена дешевой энергии, показали, что 2,5 млн. ф. ст. капитальных затрат на замену и модернизацию оборудования на промышленном предприятии позволят сэкономить 300 тыс. т у. т. ежегодно, срок окупаемости капитальных вложений в рассмотренном случае был всего два года. В рассмотренной ранее работе по изучению централизации указывается на возможность годовой экономии топлива в Великобритании: 10 млн. т у. т. за счет замены стандартных электродвигателей переменного тока с постоянной скоростью вращения электроприводом с переменными скоростями вращения; 4,5—-5 млн. т у. т. — за счет утилизации бытового мусора и промышленных отходов, примерно 12 млн. т у. т. — за счет применения регенерации тепла на дизельных генераторах и паровых турбинах с противодавлением. Финский национальный фонд исследования и развития разработал проект экспериментальной установки для использования вторичного тепла от НПЗ в целях опреснения морской воды путем вакуумного испарения. В этом проекте привлекает также сокращение загрязнения среды при уменьшении температуры сбросных вод НПЗ, используемых для охлаждения.

Движение с переменными скоростями вызывает появление сил инерции, порождающих дополнительные давления в кинематических парах, передающиеся на станину и фундамент, соседние машины, здания и сооружения. Для устранения вредного влияния сил инерции их необходимо уравновесить, что особенно важно для быстроходных машин.

Основными частями шпиля являются электродвигатель 1, пусковая аппаратура 2 и червячный редуктор 3 *, размещаемые внутри водонепроницаемого кожуха 4, вертикальный вал 5 и насаживаемый на него коноидальный фрикционный барабан 6 (одноступенчатый или двухступенчатый для случаев необходимости движения тягового органа с переменными скоростями).

2. Для станков с плоскими плашками, работающих с переменными скоростями, приведенные в таблице значения относятся к средним скоростям.

Большие отверстия в вертикальной стенке формируют струю с переменными скоростями по живому сечению, большими в нижней части сечения за счет влияния силы тяжести. Расход через большие отверстия можно определять но формуле (40), где //берется до центра тяжести отверстия. Коэффициент расхода (А в этом случае зависит не только от формы отверстия и его кромки, от числа Re, но также и от числа Фруда

Большие отверстия в вертикальной стенке формируют струю с переменными скоростями по живому сечению, большими в нижней части сечения за счет влияния силы тяжести. Расход через большие отверстия можно определять по формуле (40), в которой Н [см. формулу (38)] представляет расстояние до центра тяжести отверстия. Коэффициент расхода [i в этом случае зависит не только от формы отверстия и его^кромки и от числа Re,

вило, в идеализированных условиях: при равномерном поле скоростей пара на входе, при отсутствии скольжения и рассогласования направлений скоростей фаз. Однако в действительности на входе перед рабочем и сопловой решетками скорости пара и жидкости различаются не только по величине, но и по направлению (рис. 3-1). Более того, капли жидкости имеют различные диаметры и скорости, в связи с чем разные частички жидкости попадают на сопловые и рабочие решетки под переменными углами входа «22 и р]2 и с переменными скоростями с22 и ш]2. Тем не менее результаты статических исследований изолированных решеток представляют интерес, так как они позволяют качественно проанализировать картину течения и оцепить изменение аэродинамических характеристик решеток при переходе состояния среды в двухфазную область.

Для упрощения задачи ограничимся рассмотрением задачи оценки несущей способности механически неоднородных сварных соединений, ослабленных мягкими прослойками с переменными свойствами типа (3.81), для случая нагружения « - 02 /О; = 0,5. Совместное решение уравнений равновесия и условий пластичности с учетом ?м = kM (у) позволило получить следующие соотношения для оценки напряжений О,.. аг и тхт в прослойке /114/:

У - наружный слой, осуществляющий контактное взаимодействие с обрабатываемым материалом; 2,4 - промежуточные слои с переменными свойствами, осуществляющие связь между слоями /, 3 и 5; 3 - барьерный слой, увеличивающий термодинамическую устойчивость покрытия или выполняющий другие функции; 5 - слой, связывающий покрытие и инструментальный материал

Межслойные связи осуществляются переплетением волокон основы с прямолинейными волокнами утка. Различия в характере образования связей обусловлены способом соединения прямолинейных волокон утка как по высоте пакета, так и по направлению оси х (рис. 1.2). Слои, лежащие рядом с волокнами направления у, могут соединяться друг с другом (рис. 1.2, а, б) по всей высоте пакета слоев (рис. 1.2, в—д) и через два слоя (рис. 1.2, е). Разрабатываются и более сложные схемы армирования [43], одна из них показана на рис. 1.2, ж. В направлении оси х наряду с искривленными волокнами может быть уложена и прямолинейная арматура (рис. 1.2, е). Рассматриваемый принцип образования межслойных связей позволяет также создавать материалы с переменными свойствами по толщине (рис. 1.2, ж).

Для упрощения задачи ограничимся рассмотрением задачи оценки несущей способности механически неоднородных сварных соединений, ослабленных мягкими прослойками с переменными свойствами типа (3.81), для случая нагружения п = а2 / <3\ = 0,5. Совместное решение уравнений равновесия и условий пластичности с учетом &м = /см (у) позволило получить следующие соотношения для оценки напряжений о,,. Од. и 1уу в прослойке /114/:

Аналитические методы расчета теплообмена при течении жидкости в трубах, в том числе и с переменными свойствами, рассматриваются в [Л. 46,47, 144].

Мы рассмотрели простейший случай решения задач на гидроинтеграторе при использовании всего десяти емкостей. Обычно гидроинтеграторы насчитывают несколько сотен емкостей, представляющих собой стеклянные трубки. Составляя сложные гидравлические цепи, можно решать задачи в двумерном пространстве с переменными свойствами (теплоемкостью) материалов, внутренними теплоподводами и стоками тепла. Основное преимущество гидроинтеграторов заключается в большой наглядности получаемых решений и возможности решения задач оптимизации конструкций непосредственно в процессе решения задачи, на интеграторе.

Более строгий анализ задачи о теплообмене и гидравлическом сопротивлении при переменных свойствах выполнен Б. С. Петуховым и В. Н. Поповым [3.6]. Ими получены аналитические выражения для числа Нус-сельта при течении жидкости с переменными свойствами в круглой трубе.

В неизотермическом потоке газа или жидкости с. переменными свойствами полям температур соответствуют поля изменения вязкости, плотности и т. д. Вязкость и плотность жидкостей с увеличением температуры убывают; вязкость газов, в том числе и четырехоки-си азота, повышается, за исключением околокритиче-

ской области. При течений в канале в зависимости от направления теплового потока в стенке и свойств вещества различие в вязкости и плотности ядра потока и пограничного слоя приводит к изменению касательных напряжений на стенке и отличию коэффициента трения от рассчитанного для веществ с постоянными свойствами. Сопротивление трения в капельных жидкостях с переменными свойствами изучено достаточно полно [3.41, 3.42], и для жидкой четырехокиси азота, по-видимому, справедливы зависимости, полученные для обычных жидкостей.

Менее изучен вопрос о сопротивлении трения в газах с переменными свойствами, особенно при течении диссоциирующей четырехокиси азота.

3.6. Петухов Б. С., Попов В. Н. Теоретический расчет теплообмена и сопротивления трения при турбулентном течении в трубах несжимаемой жидкости с переменными свойствами. «Теплофизика высоких температур», 1963, 1, № 1.