Возвратом конденсата

Перспективным направлением современного машиностроения является применение в узлах трения новых антифрикционных материалов, обеспечивающих работоспособность последних без дополнительной подачи жидкой или консистентной смазки. Наибольшее практическое применение заслуживает композитный металло-фторопластовый материал, состоящий из стальной ленты (марка стали 08КЛ), на которую нанесен металлокерамиче-ский слой из сферических частиц бронзы ОФ10-1, в который впрес-. сована смесь из 75% фторопласта и 25% мелкодисперсного дисульфида молибдена. Этот материал используется в узлах, работающих при возвратно-вращательном или поступательном движении с малыми скоростями и высокими удельными нагрузками, а также в тех случаях, когда масло, консистентные и другие смазки нежелательны, непрактичны или ненадежны, когда температуры слишком высоки или слишком низки для обычных смазок.

Колесо 2, вращающееся вокруг неподвижной оси А, имеет конические зубья, расположенные по логарифмической спирали. Коническое колесо /, жестко посаженное на вал 3, вращается вокруг неподвижной геометрической оси В, двигаясь поступательно вдоль оси В в направляющей а. При равномерном возвратно-вращательном движении колеса 2 вал 3 совершает винтовое движение с постоянной скоростью вдоль оси В.

Далее, при отдельных звеньях механизмов поставлены стрелки, иллюстрирующие формы их движения: прямые— при поступательном движении, круговые — при вращательном, прямые двойные — при возвратно-поступательном движении и круговые двойные — при возвратно-вращательном.

Испытательная машина, показанная на фиг. 46, использовалась в работах М. М. Хрущева, Р. М. Матвеевского, И. С. Богатырева. Эта машина, сконструированная М. М. Хрущевым и И. С. Богатыревым (Х6-Б), предназначена для абразивного изнашивания втулок и пальцев при возвратно-вращательном движении. Абразив (кварцевый песок 1-го сорта с содержанием 98% кварца) предварительно просушивали до влажности 0,2% и просеивали на механической сеялке. Величина зерен рабочей фракции песка равнялась 288—540 мк, а их микротвердость составляла 1000—1100 кГ/мм2. Втулка совершала возвратно-вращательное движение со скоростью 100 циклов в минуту, удельная нагрузка на проекцию втулки равнялась 51,8 кГ/см2. За критерий износа образцов принималась потеря веса пальцев и втулок за равное количество циклов работы машины. Образцы испытывались в течение 120 тыс. циклов. Количество абразива, проходящего через зазор между пальцем и втулкой, было в среднем 2 кГ/ч [247].

Фиг. 46. Схема машины Х6-Б на абразивное изнашивание при возвратно-вращательном движении по способу сопряжения «втулка—палец»:

В работе [140] исследовалось влияние температуры отпуска на износостойкость стали Х12Ф1 при возвратно-вращательном движении в условиях абразивного изнашивания. Данные исследования проводились с целью найти оптимальное соотношение между износостойкостью стали Х12Ф1 при абразивном изнашивании и высокой температурой отпуска, в результате которого повышается ударная вязкость. Испытания проводились на машине Х6-Б, трение в которой происходит между неподвижным вертикальным пальцем и втулкой, совершающей возвратно-вращательное движение относительно пальца. В зазор между пальцем и втулкой подается сухой кварцевый песок. Пальцы были изготовлены из стали 45, закаленной при температуре поверхности 760°С в воде с последующим нормальным отпуском на воздухе при температуре 180 °С. Твердость пальца HV 590—630. Втулки из стали Х12Ф1 были закалены при температуре 1050 °С с охлаждением в масле и отпущены при шести различных температурах. В табл. 2 приведены температура отпуска и значения твердости втулок после термической обработки.

Испытания образцов на изнашивание в присутствии абразива при возвратно-вращательном движении показали, что износостойкость втулок из стали Х12Ф1 при температуре отпуска 500—550 °С практически одинакова с износостойкостью втулок с температурой отпуска 180°С и почти вдвое больше износостойкости втулок с температурой отпуска 650°С. Суммарная износостойкость пары палец — втулка практически постоянна при температурах отпуска до 500 °С, а при отпуске 550°С и выше резко снижается. Опыты также показали, что износостойкость втулок из стали Х12Ф1, отпущенных при различных температурах, прямо пропорциональна их твердости.

показали их повышенную износостойкость в сравнении с серийными. Износостойкость высокопрочных чугунов исследовал Б. Н. Середенко [194], который проводил сравнительные испытания на специальном стенде, осуществляющем изнашивание образцов по способу сопряжения «втулка — палец» при их относительном возвратно-вращательном движении (угол поворота образца 30°) при наличии абразива. Среднее давление на образец принималось 20 кг/см2, а скорость движения—190 двойных качаний в минуту. Продолжительность опыта составляла 3800 двойных качаний. Результаты лабораторных испытаний приведены в табл. 4. В работе Б. Н. Середенко за 100% принят износ пары, имеющей втулку из стали Г13Л, а палец — из стали 45. Из приведенных в табл. 4 данных следует, что износ высокопрочного чугуна намного меньше, чем износ закаленных сталей. Аналогичные испытания проводил Е. А. Марковский [133], который получил, что высокопрочный чугун с мартенситной структурой изнашивается на 80%, а чугун с перлитной структурой — на 40—50% меньше стали 40Х.

141. Матвеевский Р. М. Абразивный износ сталей при возвратно-вращательном движении. — «Вестник машиностроения», 1958, Кч 5.

142. Матвевский Р. М. Лабораторное исследование абразивного изнашивания сталей при возвратно-вращательном движении. — «Вестник машиностроения», 1959, № 7.

173. Пряди лов В. И. Износ сопряженных сталей при возвратно-вращательном движении и при трении всухую и с абразивом. Труды I Всес. конференции по трению и износу в машинах. Т. П, Изд. АН СССР, 1940, с. 159—166.

Рис. 13.5. Схема работы тепловой трубы с возвратом конденсата под действием гравитационных сил (термосифон)

Тепловые трубы с самотечным возвратом конденсата известны давно. Широкое распространение тепловых труб с фитилями началось недавно в связи с необходимостью отвода больших тепловых потоков от мощных, но малогабаритных полупроводниковых устройств. Практически незаменимы тепловые трубы с фитилями в космосе. Для охлаждения механических, электрических или радиотехнических устройств в земных условиях мы очень широко используем естественную конвекцию. В космосе естественной конвекции не может быть, поскольку отсутствует сила тяжести, и нужны иные способы отвода теплоты. Тепловые трубы с фитилями могут работать и в невесомости. Они малогабаритны, не требуют затрат энергии на перекачку теплоносителей и при соответствующем подборе рабочего агента работают в широком интервале температур.

возвратом конденсата (рис. 12.4) пар от ТЭЦ или котельной поступает по паропроводу 2 к потребителям теплоты 3 и конденсируется. Конденсат через специальное устройство-конденса-тоотводчик 4 (обеспечивает пропуск только конденсата) попадает в бак 5, из которого конденсатным насосом 6

.Рис. 14.6. Схема работы тепловой трубы с •возвратом конденсата под действием гравитационных сил.

Рис. 1-29. Паровая система теплоснабжения с возвратом конденсата.

На рис. 1-29 показана принципиальная схема паровой системы потребления с возвратом конденсата._Г1ар от ТЭЦ или котельной поступает по паропроводу /. Конденсат возвращается по конденсатопроводу 2. На схеме А показано присоединение к сети паровой системы отопления. Пар поступает в систему отопления, где отдав тепло, превращается в конденсат, и с помощью конденсатоотводчика 3 отводится в бак для сбора конденсата 4. Из бака конденсат насосом 5 перекачивается по конденсатопроводу «а ТЭЦ или в котельную. Обратному поступлению конденсата из конденсатопровода 2 к баку 4 препятствует обратный клапан 6. Схема присоединения водяной системы отопления приведена на схеме Б. Пар из паропровода поступает в пароводяной подогреватель 9, -в котором нагревается вода, циркулирующая в системе отопления. На схеме В показано присоединение системы горячего водоснабжения. Вода из

номия топлива значительно превышает величину экономии от использования тепла самого 'кояденеата. Поэтому затраты, связанные с максимально возможным возвратом 'Конденсата, в подавляющем большинстве случаев экономически оправдываются.

Разнообразие давлений пара на станциях, равно как и разнообразие станций по типу применяемых турбин, вызывает различное решение принципиальной схемы станций и видов применяемого вспомогательного оборудования. На станции в большом количестве используется пар различных параметров для собственных нужд, главным образом в системе регенеративного подогрева питательной воды. Пар используется) также на ТЭЦ для подогрева сетевой воды. Подогрев воды «а станции производится в основном в поверхностных теплообменниках с 'возвратом конденсата в систему питательной воды котлов. При применении смешивающих подогревателей в системе регенеративного цикла конденс'ат также вюзвращается, причем конденсатоотводчиков в этом случай не требуется. Применение смешивающих подогревателей для нагрева теплофикационной воды в закрытых схемах, т. е. без непосредственного водоразбора, вызывает частичную потерю конденсата и требует особого наблюдения за качеством возвращаемого конденсата. Нагрев подпиточ-ной воды в термоумягчителях-деаэраторах при применении открытых схем тепловых сетей, т. е. с непосредственным во-доразбороад, неизбежно ведет IK полной потере конденсата.

1) наблюдение за полным и бесперебойным возвратом конденсата;

Паропреобразователь должен, кроме того, покрывать потребность в паре, равную внутристанционной потере пара и конденсата, а также разности между количеством непосредственно отдаваемого пара и возвратом конденсата (в данном случае 30 — 25 = = 5 т/час и 200-103—160-103 = 40-103 т/год).

лишь бы при этом были малые затраты. Например, можно непосредственно питать парогенератор умягченной морской водой, а дистиллят после конденсатора направлять к потребителю пресной воды или включать между цилиндрами турбин и выпаривать умягченную воду при температуре, например, 220 °С с возвратом конденсата вторичного' пара после конденсатора к потребителю пресной воды. В ДОУ основным является не общий расход теплоты, а снижение потенциала. Это можно продемонстрировать на простом примере. Предположим, ДОУ (испаритель) включена между цилиндрами турбин, где теплота первичного пара передается морской воде и превращается в пар. Если не учитывать потери теплоты с продувкой и в окружающее пространство, то окажется, что никакой потери энергии нет, просто энергия первичного пара передается вторичному. Но тем не менее известно, что уже вторичный пар не может совершить в турбине ту работу, какую мог бы совершить первичный пар ДОУ. Поэтому при включении ДОУ в цикл ТЭС должно учитываться изменение качества, а не только количества энергии. В двухцелевых установках затраты теплоты должны определяться не по ее удельному расходу, а по удельной потери эксергии, возникшей во всем цикле энергетической установки и приводящей к перерасходу топлива.