Cтраница 1
Криогенная промышленность - техника глубокого холода - бурно развивается. Успехи космических полетов во многом связаны с достижениями криогенной техники. [1]
Монография предназначается для работников криогенной промышленности и для лиц, занимающихся конструированием, расчетом и отладкой быстроходных турбомашин с подшипниками скольжения с жидкостной или газовой смазкой. [2]
В турбинных расширительных машинах криогенной промышленности - турбодетандерах часто перерабатывается газ с большой плотностью, выходящий из машины в состоянии, близком к состоянию насыщенного пара. [3]
Частота вращения роторов различных турбомашин криогенной промышленности составляет от 6000 до 600 000 об / мин, а иногда и выходит за эти пределы. Веса роторов бывают от нескольких десятков граммов до нескольких сот килограммов, мощность на одном роторе - от нескольких десятков ватт до 3000 кет. Окружная скорость на цапфах подшипников скольжения малых турбомашин нередко составляет 30 - 80 м / сек, а иногда и превосходит 150 м / сек. [4]
Подшипники небольших турбомашин, применяемых в криогенной промышленности, воспринимают малую или умеренную статическую нагрузку, и здесь имеются значительные резервы в величине статической минимальной толщины смазочного слоя подшипников и его допустимых размерах, которые могут быть использованы для удовлетворения условий устойчивости и иных условий. [5]
Наиболее часто используемыми волокнистыми материалами при строительстве зданий и в криогенной промышленности являются стекловолокно и минеральная вата. [6]
Допустимость происходящих в данный момент колебаний роторов для легких турбомашин, распространенных в криогенной промышленности, определяется суммарной амплитудой колебаний, ибо именно эта величина опасна для нормальной работы уплотнений. При этом частота колебаний не играет роли и определять ее не обязательно. [7]
Хроматографические методы анализа настоятельно необходимы для решения задач определения примесей в продуктах и сырье криогенной промышленности по следующим причинам. Прежде всего в ряде случаев необходима раздельная характеристика всех примесей в отдельности. Так, например, в воздухоразделительной технике из условий взрыво-безопасности производства следует ограничивать содержание не всех примесей органических веществ, а лишь некоторых из них. При этом требования к предельно допустимым содержаниям каждой примеси определяются ее взрывоопасностью, а также растворимостью в жидком кислороде. Аналогичные требования предъявляются к чистоте гелия, используемого в криогенных системах, так как предельно допустимые концентрации примесей в этом случае ограничены их температурами конденсации и плавления. Другим преимуществом хроматографических методов анализа примесей является возможность определения весьма низких концентраций, обусловленная как наличием высокочувствительных детекторов, так и сочетанием хроматографического анализа с концентрированием. [8]
Хроматографические методы анализа настоятельно необходимы для решения задач определения примесей в продуктах и сырье криогенной промышленности по следующим причинам. Прежде всего в ряде случаев необходима раздельная характеристика всех примесей в отдельности. Так, например, в воздухоразделительной технике из условий взрыво-безопасности производства следует ограничивать содержание не всех примесей органических веществ, а лишь некоторых из них. При этом требования к предельно допустимым содержаниям каждой примеси определяются ее взрывоопасностыо, а также растворимостью в жидком кислороде. Аналогичные требования предъявляются к чистоте гелия, используемого в криогенных системах, так как предельно допустимые концентрации примесей в этом случае ограничены их температурами конденсации и плавления. Другим преимуществом хроматографических методов анализа примесей является возможность определения весьма низких концентраций, обусловленная как наличием высокочувствительных детекторов, так и сочетанием хроматографического анализа с концентрированием. [9]
Однако в связи с возросшей точностью уравновешивания и повышением быстроходности турбомашин в случае легких и средних машин криогенной промышленности и для многих других машин основную опасность представляют не вынужденные колебания роторов, но их неустойчивые свободные автоколебания. [10]
Турбомашины, подшипники которых не испытывают статической нагрузки или же воспринимают лишь очень небольшую нагрузку, находят применение в криогенной промышленности и некоторых других специальных отраслях техники. Таковыми являются турбомашины в условиях невесомости или же машины с вертикальными валами, если только рабочая среда в них не оказывает значительного поперечного воздействия на ротор. Иногда также встречаются машины, в которых силы веса ( силы тяжести) уравновешены действием рабочей среды. Подшипники таких машин работают со сплошным слоем жидкостной смазки. [11]
Колебания лопаток и дисков рабочих колес наблюдаются часто и представляют значительную опасность для газовых и паровых турбин. В турбомашинах криогенной промышленности преимущественно применяются колеса с очень короткими лопатками или же с более длинными лопатками, с одной или с двух сторон скрепленными с покрывными дисками. Эти конструкции обладают большой жесткостью, и в них вибрации лопаток и дисков редко бывают опасными. Поэтому такие вибрации здесь не - рассматриваются. [12]
В тяжелых турбомашинах колебания ротора, передаваясь на корпус, могут разрушить крепление корпуса к фундаменту, что приводит к серьезным поломкам. В свойственных криогенной промышленности легких турбомашинах колебания роторов прежде всего должны быть ограничены вследствие малых зазоров в бесконтактных лабиринтных уплотнениях между ротором и корпусом, задерживающих утечки рабочего газа. При возрастании колебаний гребни уплотнений разрабатываются и разбиваются, что приводит к увеличению утечек газа, к потерям холода, к обмерзанию машины. Дальнейшее возрастание колебаний ротора приводит к износу подшипников, быстрому выходу их из строя и может вызвать серьезные поломки. Особо жесткие требования ставятся в отношении роторов кислородных турбокомпрессоров и жидкостных кислородных турбонасосов, где задевание ротора о корпус в некоторых случаях может привести к загоранию машины. [13]
В турбомашинах с колесами, несущими открытые лопатки, в частности в паровых и газовых турбинах, такие воздействия могут вызывать интенсивные колебания лопаток. В турбодетан-дерах и турбокомпрессорах криогенной промышленности обычно применяются роторы с невысокими лопатками, которые с двух или, реже, с одной стороны скреплены с покрывными дисками колес. Колебания таких лопаток редко бывают опасными. Названные переменные силы передаются также на вал ротора и возбуждают его колебания; их амплитуда, как правило, весьма мала из-за слабости воздействий и относительно большой их частоты. [14]
Вибрации корпусов связаны с вибрациями роторов и проявляются либо в тонкостенных авиационных конструкциях, либо в тяжелых стационарных турбомашинах, также выполняемых с относительно тонкостенными корпусами. Малые турбомашины, свойственные криогенной промышленности, по технологическим соображениям выполняются с относительно толстостенными и жесткими корпусами, масса которых значительно превышает массу ротора. В них главную опасность представляют вибрации роторов, как упругих тел, поддерживаемых смазочным слоем подшипников скольжения и контактирующих с рабочей средой. Описание колебаний такой механической системы представляет основное содержание настоящей работы. [15]