Радиальной неравномерности

3. Круглая пластина радиусом г, сжатая равномерно распределенной по контуру радиальной нагрузкой q.

Подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно. Поэтому если опоры нагружены кроме радиальной еще и осевой силой, то для более равномерного нагружения подшипников в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной нагрузкой.

в) кольцо нагружено равнодействующей радиальной нагрузкой, которая не совершает полного оборота, а колеблется на определенном участке кольца, подвергая его колебательному нагружению.

Различают три случая ннгружения колец подшипников: а) кольцо вращается относительно радиальной нагрузки, подвергаясь так называемому циркуляционному нагружению; б) кольцо неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению; в) кольцо нагружено равнодействующей радиальной нагрузкой, которая не совершает полного оборота, а колеблется на определенном участке кольца, подвергая его колебательному нагружению.

— кольцо нагружено равнодействующей радиальной нагрузкой, которая не сонсршает полного оборота, а колеблется на определенном участке кольца, подвергая его колебательному нагружению.

Различают три случая нагружения колец подшипников: а) кольцо вращается относительно радиальной нагрузки, подвергаясь так называемому циркуляционному нагружению; б) кольцо неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению; в) кольцо нагружено равнодействующей радиальной нагрузкой, которая не совершает полного оборота, а колеблется на определенном участке кольца, подвергая его колебательному нагружению.

Рассмотрим круговое кольцо радиуса R, равномерно сжатое распределенной радиальной нагрузкой q (рис. 6.1). При достаточно большой внешней нагрузке q круговая форма кольца может стать неустойчивой. Тогда кольцо изогнется и примет новую некруговую форму, например показанную на рис. 6.1 штриховой линией. (Пространственные формы равновесия кольца не будем рассматривать, а ограничимся изучением потери устойчивости кольца в своей плоскости.)

Формула эта широко известна. Она вошла в руководства, справочники и учебники по сопротивлению материалов. Но для большинства практических задач, при решении которых сжатое радиальной нагрузкой круговое кольцо приходится рассчитывать на устойчивость, эта формула не верна.

Радиальные однорядные шарикоподшипники (см. табл. 96). Однорядные радиальные шарикоподшипники наряду с радиальной нагрузкой способны воспринимать осевую нагрузку, величина которой не должна превышать 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Поэтому эти подшипники можно применять для фиксации вала или корпуса в осевом направлении.

Стопорное кольцо не рассчитано на восприятие значительного осевого усилия, поэтому подшипники этих типов предназначены в основном для работы под радиальной нагрузкой;

Радиальные сферические двухрядные роликоподшипники (см. табл. 102). Подшипники типа 3000 имеют наибольшую грузоподъемность по сравнению с любым типом подшипников соответствующих габаритов; могут воспринимать одновременно с радиальной нагрузкой также и двустороннюю осевую нагрузку, которая не должна превышать 25% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Могут работать и при только осевом усилии. Способность к самоуста-иовлению та же, что и у шарикового двухрядного сферического подшипника.

Если высотная неравномерность тепловыделения сказывается лишь на ходе кривой нагрева газа и местонахождении «горячей точки» топлива в твэлах, то радиальная неравномерность в Тэесканальной активной зоне с шаровыми твэлами приводит к разному нагреву газа в сечении активной зоны. Если предположить, что массовый расход в сечении активной зоны одинаков и отсутствуют радиальные перетоки и турбулентный обмен, то температура газа в выходном сечении определяется непосредственно видом радиальной неравномерности тепловыде-

В табл. 1.3 приведены некоторые характеристики реактора с профилированием и без профилирования радиальной неравномерности тепловыделения [6]. При выполнении двух зон с разным обогащением (2,5% в центральной области и 3% в периферийной) минимальный коэффициент /0=1,14 получается при соотношении радиусов внутренней и внешней зон Яц//?а.з=0,725. При большей разнице в обогащении (2,5% в центральной и 3,5% в периферийной) оптимальное соотношение размеров зон

В реакторе ВГР с шаровыми твэлами можно использовать и другой способ уменьшения радиальной неравномерности. Если организовать в активной зоне два потока твэлов с одинаковым

По-видимому, можно создать такую схему движения топлива в активной зоне, при которой выгружаемые из периферийной области недовыгоревшие твэлы после соответствующей проверки на целостность и герметичность направляются вторично в центральную зону. Подбором скоростей движения и размеров зон можно добиться и в этом случае минимальной радиальной неравномерности тепловыделения.

Учет радиальной неравномерности тепловыделения. По рекомендациям работы [121 критическая мощность канала с неравномерным энерговыделением по радиусу пучка может быть рассчитана по формуле

Рассеяние экспериментальных результатов относительно расчетной зависимости не превышает 7 — 8%. Влияние радиальной неравномерности подогрева теплоносителя в сборке твэлов по В. С. Осмачкину [21] может быть учтено фактором формы Ф:

Представляющие существенный интерес экспериментальные данные о перемешивании газа в лабораторных установках с псевдоожи-женным слоем можно найти в цикле работ [Л. 599 — 602, 646 — 648], но в их трактовке и применяемой терминологии не со всем можно согласиться. Так, в [Л. 648] содержатся противоречивые утверждения, что в условиях опытов вызванное пузырями изменение распределения времен пребывания газа в псевдоожиженном слое было пренебрежимо мало по сравнению с влиянием радиальной неравномерности скоростей течения газа и что истинное обратное перемешивание газа отсутствовало. Авторы [Л. 648] провели опыты с псевдоожижен-ными осушенным воздухом свободными и заторможенными сетками слоями узких фракций стеклянных шариков средним диаметром 100, 250 и 500 мкм в колонке диаметром 135 мм на пористой решетке в узком диапазоне скоростей фильтрации. Четырехкратное изменение скорости осуществлялось при работе с частицами 110 мкм. и только полуторакратное с частицами 500 мкм. Насколько можно судить по более поздней и более детальной работе {Л. 646], в расчеты при обработке опытных данных было заложено довольно искусственное представление о «конвективном» продольном газообмене между двумя фазами (имея в виду пузыри и ограничивающую их 'сверху и снизу плотную «фазу»), зависящем от разности скорости течения газа внутри пузыря и скорости подъема последнего.

Исследования двухступенчатых отсеков показывают, что кроме отмеченной выше радиальной неравномерности, повышенной турбулентности и нестационарности набегающего потока существует целый ряд дополнительных факторов, влияющих на эффективность второй ступени. В частности, за первой ступенью имеется ощутимая окружная неравномерность параметров потока с периодом, соответствующим шагу НА первой ступени. Эта шаговая неравномерность в зависимости от углового положения НА второй ступени сказывается на к. п. д. второй ступени по-разному. Опыты с двухступенчатыми отсеками меняют количественные представления о влиянии радиального зазора б над РК не-обандаженной ступени на к. п. д. многоступенчатой турбины. Изменение величины 8 только в первой ступени влечет за собой дополнительное снижение к.п. д. второй ступени из-за резкого изменения структуры потока в периферийной части ступени.

Рассмотрим механизм воздействия радиальной неравномерности иа работу компрессора. Прежде всего отметим, что наличие такой неравномерности приводит к перераспределению углов атаки на рабочих и неподвижных лопатках. Если какая-либо ступень компрессора работает в неравномерном поле скоростей, то та часть каждой лопатки, которая находится в зоне пониженных осевых скоростей, работает с повышенными углами атаки, а остальная часть, наоборот, с пониженными по сравнению с углами атаки при работе ступени в равномерном поле с такими же значениями окружной скорости и расхода воздуха. В результате средние значения углов атаки и 1работа, передаваемая воздуху в ступени, почти не изменяются, но граница устойчивости может сдвинуться в ту или иную сторону.

Если неравномерность такова, что вызывает увеличение углов атаки в той части лопаток, где имелся большой запас по срыву потока, и, наоборот, уменьшение в тех областях, где лопатки работали (в равномерном поле) почти с критическими углами атаки, то запас устойчивости ступени в целом возрастает. Однако в большинстве случаев на практике при возникновении радиальной неравномерности зона пониженных осевых скоростей располагается в периферийной части лопаток ступени, где и в (равномерном поле скоростей раньше всего достигаются критические углы атаки. Поэтому обычно граница устойчивой работы ступени при наличии радиальной неравномерности смещается вправо, на большие расходы воздуха.

Второй важной особенностью работы компрессора с таким полем скоростей является значительное уменьшение радиальной неравномерности при прохождении потока через осевую ступень. Уменьшение осевой скорости перед ступенью ведет к увеличению степени повышения давления яст» тем более резкому, чем круче протекает характеристика ступени. Поэтому в зонах с пониженными значениями pi* и с\а ступень будет сообщать воздуху больше энергии и обеспечит большее повышение давления, чем в зонах с повышенными значениями CK,. В результате неравномерность поля полных давлений воздуха за ступенью будет уже значительно меньше, чем перед ступенью. Поэтому радиальная неравномерность потока на входе в многоступенчатый компрессор оказывает существен-