Радиального направления

В том случае, если компенсатор расположен на расстоянии р (0 ^ р < Pl ) , зависимость для компоненты радиального напряжения (0 <, г\ <, R)

Результаты. На фиг. 9.47 и 9.48 показано распределение вдоль контура втулки порядков полос интерференции и деформаций для номинального напряжения 0,7 кг/см2. Распределение напряжений приведено на фиг. 9.49—9.51, где экспериментальные результаты сопоставляются с результатами теоретического решения. На фиг. 9.49 охарактеризовано распределение наибольших касательных напряжений. Хорошее совпадение результатов эксперимента и теории показывает, что картины полос интерференции дают точные результаты, так как наибольшие касательные напряжения были определены непосредственно по картинам полос. На фиг. 9.50 и 9.51 показано, как распределяются радиальные и касательные напряжения по поверхности контакта между пластиной и втулкой. И здесь выявилось хорошее совпадение результатов эксперимента и теории, за исключением величины радиального напряжения на участке контура при значениях 9, близких к 90°. Это расхождение можно приписать тому, что пластинка имеет конечную ширину, а деформация пластинки достигает значительной величины. На границе с втулкой возникали деформации до 3%. Теоретические величины напряжений, использовавшиеся в целях сравнения, были вычислены на основе общего решения Савина [18] применительно к конкретной рассматриваемой задаче.

равенства радиального напряжения на толщина и диска на различных радиусах внешнем радиусе интенсивности распределенной нагрузки pi\

Коэффициент А- вычисляют из условия равенства радиального напряжения на внешнем контуре интенсивности распределенной нагрузки:

Первое приближение радиального напряжения определяется по уравнению

Большой интерес представляют результаты исследования напряженного состояния областей (перемычек), расположенных между эксцентричными круглыми отверстиями. Обращает внимание снижение в перемычках окружного напряжения при одновременном возрастании радиального. Это объясняется тем, что при сближении отверстий нарушаются боковые связи материалов, и перемычка между ними начинает работать в условиях простого растяжения. При этом в ней происходит некоторое повышение радиального напряжения. В зависимости от соотношения между радиальным аг и окружным at напряжениями изменяется влия-

ние роста радиальных напряжений на прочность диска. Для дисков, вдоль радиуса которых имеются зоны с величиной ar/at > ?> 1, расположенные к тому же вблизи эксцентричного отверстия, возрастание радиального напряжения может весьма существенно сказаться на прочности вращающегося диска [58].

Рассмотрим цилиндрическую обечайку, когда величиной радиального напряжения можно пренебречь. Окружное нормальное напряжение at в обечайке складывается из напряжений, возникающих от давления жидкости р и сил инерции массы обечайки:

Чем меньше отношение о#/вт, тем больше коэффициент концентрации. При увеличении относительного сближения отверстий din ЭККН на контуре отверстий уменьшается. Это объясняется тем, что при сильном сближении перемычка между отверстиями работает в условиях простого растяжения, т. е. под действием одного радиального напряжения о^.

Постоянные Сг и Са можно определить из (6.3), но проще сначала из (6.4) с учетом (6.13) получить выражение для радиального напряжения

для радиального напряжения принимают вид: во внутренней

лежащую в той же плоскости ф = const, в которой находилась частица до деформации. Здесь \г — единичный вектор радиального направления, определяемый через единичные векторы i, j, k неподвижной системы декартовых координат:

Номинальная напряженность труб магистральных трубопроводов подземного заложения определяется наличием внутреннего давления. Наряду с тангенциальными напряжениями аг, рассчитываемыми в соответствии с формулой (3.1.4), в стенках трубы вследствие защемления трубопровода в грунте возникают продольные растягивающие напряжения 02. Как показали исследования [10, И], из-за ограничения перемещений трубопровода в продольном направлении о*2 может быть с достаточной точностью определено как 02 = [Ш1( где fi — коэффициент Пуассона. В силу того, что для магистральных трубопроводов отношение диаметра трубы к толщине стенки велико (d/6 ^> 60), третье — главное напряжение радиального направления о3 близко к нулю.

Рассмотрим общие принципы построения схем турбинных ступеней описываемых типов. В зависимости от направления потока рабочего тела турбинные ступени можно разделить на три вида: осевые, радиальные и диагональные. В осевых ступенях рабочее тело движется вдоль оси вращения; в радиальных — по радиусу ступени; диагональные ступени занимают промежуточное положение. Радиальные ступени могут быть центростремительными — с движением рабочего тела к оси вращения, и центробежными — с движением потока от оси (рис. 1.1, а). Отдельным типом выделяются радиально-осевые ступени (РОС), в которых поворот потока из радиального направления в осевое осуществляется внутри рабочего колеса (рис. 1.1,6).

Принципы формирования каналов РК- Для мощных ДРОС собственно рабочая решетка РК может быть составлена радиальными прямыми (плоскими) центральными лопатками. Соблюдение принципа гладкости и плавности меридиональных обводов для таких решеток обычно приводит к образованию диффузорности межлопаточных каналов при повороте потока из радиального направления в осевое. Избежать диффузорности каналов можно применением изогнутых профилей центральных лопаток, исключительно сложных в изготовлении в области сочленения с промежуточным телом, например, парусовидных РК ДРОС [40], или применением специальных методов профилирования внутреннего меридионального обвода наряду с изменением по радиусу толщины центральной лопатки 1.

нии радиальной решетки, в котором начинаются входные кромки внутренних меридиональных обводов каналов. В области поворота потока из радиального направления в осевое, парциальная радиальная решетка переходит в осевую и эффект парциальности устраняется применением дельтовидных осевых лопаток, примыкающих основанием к образующей стенке разделительной перегородки канала противоположного направления. Поэтому число дельтовидных осевых лопаток в каждом потоке составляет половину числа лопаток радиальной решетки, т. е. соответствует числу каналов данного направления. Отметим, что это толкование справедливо для рабочей решетки, не имеющей промежуточных лопаток в корытах меандра, в противном случае число осевых лопаток может быть отличным (например, равным или большим числа лопаток радиальной решетки).

РК меандрообразной схемы обладают рядом существенных преимуществ перед двухпоточными РК с центральным разделителем потока. Межлопаточные каналы таких РК имеют более плавные формы внешних и внутренних меридиональных обводов. Применение плоских, технологически более выгодных, центральных радиальных лопаток позволяет устранить диффузорный эффект в области поворота потока из радиального направления в осевое и, как следствие, получить более благоприятную структуру потока. Расчет средних скоростей в каналах по методу Г. Ю. Степанова [93 ] ясно показывает эти преимущества.

Одним из частных случаев ме-андрообразных схем РК является РК с зигзагообразной рабочей решеткой В. Линдсея (рис. 2.14) 2. Рабочая решетка РК образована непрерывной зигзагообразной перегородкой в радиальной части. При этом собственно радиальные лопатки в данном варианте исполнения колеса имеют сложную винтовую поверхность, что, по нашему мнению, вносит сложности в их изготовление. Отметим, что от описанных выше конструкций, РК с решеткой «зигзаг» отличается возможностью устройства переходной части рабочей решетки в области поворота потока из радиального направления в осевое без существенной парциальности. Это дает возможность использовать традиционные, отработанные профили осевых лопаток. Известны примеры постройки турбин с РК типа «зигзаг» транспортного назначения в Бристоле (Великобритания) [115] и в Кораблестроительном институте (г. Николаев) [62].

К наиболее ранним известным предложениям изменения входного устройства и отсека первых осевых ступеней в двухпоточной проточной части паровой турбины с использованием элементов ДРОС можно считать предложение фирмы «Крупп» (Германия) 1, в котором НА первых осевых ступеней правого и левого потоков заменены единым радиальным НА (рис. 2.22). После радиального НА не предусматривается каких-либо устройств, способствующих повороту потока из радиального направления в осевое и разделения на две стороны. Лопатки радиального НА крепятся в специальных обоймах с пазами Т-образного типа в корпусе цилиндра. Цель реконструкции—снижение потерь энергии в НА и уменьшение осевых габаритов проточной части.

Применение закрученных по закону г tg 33 = const лопаток осевой решетки РК приводит к принципиально иной картине течения (рис. 4.4). Угол 32 увеличивается от корня к периферии решетки, соответственно увеличивается доля расхода через высокоэкономичную прикорневую область проточной части, что является одной из причин более высокого к. п. д. Вместе с тем в периферийной зоне, охватывающей приблизительно от V3 до V4 высоты лопатки, наблюдается резкое уменьшение расходной составляющей скорости и угла «2. Вблизи внешнего меридионального обвода эти величины возрастают. Резко растет также угол у. Такое распределение основных параметров потока на выходе ступени является следствием срывных явлений в области поворота потока из радиального направления в осевое. Принципиальная картина течения за РК при наличии срывов (обратного течения) потока, близкая к вышерассмотренной, установлена Норншильдом [113].

Рассмотренные явления позволяют предположить, что большой осевой зазор бх инициирует отрыв потока в РК вероятнее всего в области его поворота из радиального направления в осевое. Наличие отрывов, даже локализованных, может в значительной степени сказываться на значении к. п. д. Зависимость к. п. д. однопоточной модели ЛПИ от изменения осерадиального зазора (см. рис. 4.7, б) показывает более существенное влияние, чем в моделях МЭИ, имевших несколько иную меридиональную конфигурацию рабочего колеса. На графиках рис. 4.7 изменение Bcejo осерадиального зазора характеризуется только величиной бь так как опыты проводились смещением детали корпуса относи-

диффузорный эффект наблюдается в области поворота проточной части из радиального направления в осевое.