Применения электрических

Сформулирована трехмерная задача оптимизации конструкций, в которой поверхность конструкции состоит из заданных частей с заданными ненулевыми поверхностными усилиями или нулевыми смещениями и неизвестными свободными от усилий частями, причем минимизируется объем (вес) конструкции. Получены достаточные критерии оптимальности; показано, что некоторые из них являются также необходимыми. Показано также, что в частных случаях, например применительно к балкам и пластинкам, эти критерии приводят к известным результатам. Подчеркивается необходимость применения эффективных численных методов, так как во всех (исключая самые простые) случаях нелинейный характер критериев оптимальности делает аналитические методы практически непригодными.

В нефтяной промышленности за счет осуществления мероприятий по сбору и возврату конденсата в котельные, применения эффективных теплоизоляционных материалов для изоляции теплопроводов намечено снизить расход тепловой энергии в 1985 г. более чем на 2% по сравнению с 1980 г.

Избежать засорения поверхностей нагрева котлов-утилизаторов пылью или технологическим уносом практически невозможно, однако эффективность использования ВЭР может быть значительно повышена за счет разработки соответствующих конструкций котлов-утилизаторов, приспособленных к работе в условиях запыленного газового потока с учетом конкретных свойств этого потока, а также за счет применения эффективных способов очистки поверхностей нагрева от загрязнения пылью.

механизированного производства вследствие резкого снижения трудоемкости механической обработки в результате применения эффективных заготовок и профильных шлифовальных или алмазных кругов, устраняющих предварительную токарную обработку. Но при значительно увеличенных масштабах централизованного производства и осуществлении технологической стандартизации конструктивно различных деталей данного функционального назначения комплексная автоматизация и в этом случае останется, безусловно, эффективной в течение очень длительного периода времени.

Требования к балансировке жестких и гибких роторов из-за их динамических особенностей должны различаться. Однако единого мнения о границах жесткости для выбора метода уравновешивания нет. Д. П. Ден-Гартог [1], например, считает, что учитывать деформацию ротора при балансировке следует для машин, у которых рабочие скорости со превышают половину первой критической щ, рассчитанной для ротора на жестких опорах. В. А. Зенкевич принимает это для co/coi = = 0,6 [2], а Л. Н. Кудряшев [3] предлагает 0,2 с делением роторов на тихоходные и быстроходные. Считается необходимым проведение балансировки роторов на повышенных и рабочих скоростях. На практике используются в основном методы, пригодные лишь для жестких роторов, теория балансировки которых правомерна при числе оборотов, не превышающем 0,3 -4- 0,5 со1Кр, с размещением плоскостей коррекции у опор. Стремление к снижению размеров и веса современных турбомашин приводит к тому, что роторы делаются высокооборотными (п = 9 -f--г- 45 тыс. об/'мин), работающими вблизи критических режимов или за ними, а опоры — нежесткими. Это в еще большей степени требует применения эффективных методов уравновешивания. Условия, при которых уравновешивание в плоскостях опор можно считать эффективным, должны обеспечивать снижение амплитуд колебаний корпуса и опор, уменьшение усилий, передаваемых подшипниками, и снижение амплитуд прогибов ротора. Эти условия связаны с определенным отношением рабочей скорости ротора к первой собственной частоте его колебаний на жестких опорах.

план необходимость применения эффективных газогорелочных устройств и правильной их эксплуатации при любой нагрузке. Но при установке и эксплуатации агрегатов, в которых вода контактирует с продуктами сгорания, эти требования особенно жестки, даже при включении контактных котлов или экономайзеров по схеме с промежуточным теплообменником. Причина заключается в том, что в этих случаях неудовлетворительное горение газа может привести к ухудшению качества воды, ее помутнению, заносу насадки контактного аппарата, трубопроводов и арматуры взвешенными веществами. В случае заноса отверстий водораспределителя в контактном аппарате требуется останавливать экономайзер и промывать насадочный слой или заменять часть насадки. Хотя конструкция контактных агрегатов предусматривает возможность ревизии водораспределителя (в корпусе имеется специальный люк), операция эта трудоемка и проводить ее желательно как можно реже.

Обеспечение достаточно глубокого охлаждения газов в контактных аппаратах необходимо не только для получения их высокой эффективности, но и для надежной и долговечной работы газоходов и дымовой трубы в условиях максимальной конденсации водяных паров в самом контактном аппарате, а не после него. Высокое качество горячей воды на выходе из контактного экономайзера (ил-и котла) прежде всего предусматривает поддержание удовлетворительного сгорания природного газа в топке котла, к которому подключен контактный экономайзер, и в топке контактного или контактно-поверхностного котла. Требование это относится не только к контактным газовым аппаратам, а, разумеется, к любым топливосжигающим установкам независимо от их типа, назначения и конструкции, поскольку оно позволяет поддерживать достаточно высокий к. п. д. агрегата и предотвращать выброс повышенных количеств вредных веществ в атмосферу. И обеспечение высокого к. п. д. котлов на природном газе, и защита воздушного бассейна городов и других населенных пунктов — требования, в равной мере выт двигающие на первый план необходимость применения эффективных газогорелочных устройств и правильной их эксплуатации при любой нагрузке.

чистый теплообмен следует интенсифицировать три возможности развития больших размеров пламенного пространства, повышающих значения эффективной толщины газового слоя 5Эф, и высоком температурном уровне технологического процесса. Типичными случаями хорошего использования способа передачи тепла лучеиспусканием являются мартеновские, стекловаренные печи, начальные (по ходу газов) участки вращающихся печей, например для получения цементного клинкера, и другие плазменные печи. Высокая температура горения в рабочем пространстве таких печей достигается путем применения эффективных топлив, подогрева дутьевого воздуха в регенераторах «ли рекуператорах, обогащения его кислородом, снижением величины избытка воздуха.

В случаях сжигания мазута с предельно малыми коэффициентами избытка воздуха на выходе из топки (менее 1,02) или применения эффективных антикоррозионных средств (присадок, материалов, покрытий) температура воздуха перед воздухоподогревателями может быть снижена против указанных значений и установлена на основании опыта эксплуатации.

Рабочее колесо, в противоположность направляющему аппарату, должно быть выполнено так, чтобы конденсат осаждался бы на его лопатках, под действием центробежных сил сбрасывался к корпусу и отводился в установленное за рабочим колесом влагоулавливаю-щее устройство. Активные ступени с этой точки зрения имеют преимущества перед реактивными, поскольку при большой кривизне профиля рабочих лопаток, характерной для активных колес, улучшается осаждение конденсата на поверхности лопаток. Таким образом, еще раз подтверждаются признаваемые многими исследователями преимущества активных турбин перед реактивными по антиэрозионным качествам (см. выше § 4). Однако необходимо отметить, что при аэродинамически безукоризненном исполнении и в случае применения эффективных влагоулавливающих устройств реактивные ступени в конденсационных турбинах не очень заметно уступают активным ,[Л. 122].

Таким образом, нормы dn должны быть синтезом современных технологических возможностей абразивного производства с учетом оптимального значения коэффициента С и величины dnp, а также с учетом применения эффективных методов компенсации. Естественно, что при учете каждого фактора определяющими должны быть экономические критерии.

7. Расширение применения электрических, гидравлических и пневматических средств.

Ведется интенсивная разработка и новых видов трансформаторов тепла на основе применения электрических и магнитных полей (электрокалорические и магнитокалори-ческие системы [ 11 ]). Исследуются также нагнетательные (компрессоры, насосы) и расширительные (детандеры) устройства, в которых используется взаимодействие электрического поля с конденсированным рабочим телом (например, электрогазодинамические т,етанде-ры [5]).

Вместе с тем существует и ряд ограничений и трудностей, которье сужают сферу применения электрических и магнитных трансформаторов тепла. В зависимости от вида трансформатора тепла эти огранк-чения могут быть различными. Некоторые из них носят принципиальный характер; другие связаны с

Сложность не только в плоскости, но и в объеме конструктивных форм высоконагруженных деталей машин ограничивала возможности получения данных об их местной напряженности теоретическим путем или методами моделирования плоских полей деформаций. На основе применения объемных моделей и измерения их деформаций тензометрами достаточно малой базы и путем нанесения оптически активных покрытий была достигнута возможность проанализировать роль основных геометрических соотношений и очертаний отдельных зон поверхности в распределении напряжений и определении их экстремальных значений в зависимости от номинальных. Для этого представилось целесообразным ввести понятие коэффициентов общей неравномерности распределения напряжений наряду с коэффициентами концентрации. Таким образом, была найдена возможность обоснованного улучшения конструктивных форм деталей в целях снижения и общей неравномерности распределения напряжений и их концентрации. В этом направлении были достигнуты усовершенствования конструкций лопаток турбомашин, резьбовых соединений, коленчатых и прямых валов, сосудов под давлением и др. Остаточная напряженность деталей машин, порождаемая условиями термической обработки, усадочными явлениями при сварке и отлипании, а также процессами упрочнения поверхностного слоя и отделочных операций, является существенным фактором их сопротивления усталостному и хрупкому разрушению. Усовершенствование методов измерения остаточных напряжений путем применения электрических методов измерения полей плоской деформации, а также исследование их влияния на прочность при переменных напряжениях и в хрупких состояниях позволили обосновать

Более высокие затраты на приобретение и эксплуатацию электрических силоизмерительных систем являются непосредственным следствием уровня их сложности. Несмотря на это, более тщательный анализ конкретных случаев применения электрических -измерительных систем показывает их экономические преимущества. Очевидно, это происходит там, где-вообще лишь с помощью электрических способов измерений стали технически возможными и рациональными определение и обработка целого ряда величин. Нередки случаи, когда электрические силоизмерительные установки окупают себя уже в течение года.

Измерение силы в лабораториях и исследовательских организациях. В принципе измерение силы используется в очень многих отраслях науки и техники. В пользу применения электрических методов измерения говорят следующие их особенности:

Электрогидравлические приводы обладают наиболее существенными преимуществами электрических и гидравлических приводов: возможностью применения электрических и корректирующих устройств цепей самонастройки, точным заданием программы управления с помощью электрических сигналов.

ностных слоев деталей, а также по повышению стабильности процессов упрочняющей обработки. Общеизвестные способы поверхностного насыщения стали и покрытия легирующими элементами (углеродом, азотом, хромом, никелем) должны быть дополнены изысканием новых легирующих добавок. Требуют также дальнейшего совершенствования и сами методы упрочнения поверхностных слоев, в первую очередь путем применения электрических способов, а также более целесообразной технологии их осуществления. Необходимо расширить работы по дальнейшему совершенствованию процессов наплавки, изготовлению биметаллических изделий, процессов сварки в вакууме, методов упрочняющей поверхностной обработки, а также развивать работы по применению синтетических материалов.

В дальнейшем предусматривается расширение применения электрических дуговых печей для производства стали с использованием энергии АЭС, а в более долгосрочной перспективе не исключена постепенная интеграция производства стали с АЭС. В этом случае АЭС дает как электроэнергию, так и тепло, а углеводороды выступают только в качестве химических восстановительных реагентов.

Область преимущественного применения электрических методов — возбуждение циклических воздействий.

При проектировании исполнительных двигателей корпусных реакторов ВВЭР возникает серьезная проблема передачи движения внутрь корпуса в среду с высокими температурой и давлением (до 16 МПа). Она решается путем применения электрических двигателей переменного тока, ротор которых находится в среде первого контура [24]. Управление ротором производится за счет электромагнитных полей, передаваемых от статора к ротору через кожух, выдерживающий давление среды.