Капельное смазывание

В рамках одномерной модели двухфазных течений капельной структуры можно проследить роль некоторых основных критериев подобия в градиентных потоках. С этой целью используется система уравнений (1.1) — (1.14) для стационарного течения (д/дт = 0). Расчетным путем исследовались конфузорные и диффу-зорные потоки с различными скоростями расширения и торможения.

Проведенные расчеты позволяют выявить влияние на поток числа Маха (или безразмерной скорости Ki). Подтверждается хорошо известный факт, что влияние сжимаемости в конфузорных потоках проявляется при Mi>0,3. Присутствие жидкой фазы не меняет диапазон чисел Mt = 0,0^-0,3, в котором сжимаемостью несущей фазы можно пренебречь. Следовательно, и для двухфазной среды капельной структуры этот интервал значений чисел М» можно считать областью практической автомодельности по-числу Мь _

периодически нестационарных и турбулентных потоков с различной степенью турбулентности и с различной дисперсностью (рис. 2.4). Боковые стенки рабочих частей выполнены из термостойких оптических стекол. Верхняя и нижняя стенки (металлические) допускают установку различных профилированных вставок, обеспечивающих необходимые формы каналов. Вставки выполнены подвижными и допускают изменение формы канала в ходе эксперимента. Исследования пограничных слоев и пленок проводят либо в рабочей части с одной верхней вставкой, либо на пластине, расположенной между двумя вставками. В первом случае в нижней подвижной пластине, 'выполненной в двух вариантах (нетеплопроводной и теплопроводной), располагают приборы для измерения толщины и скорости пленки, полей скоростей и температур в слое. Верхняя вставка обеспечивает необходимый закон изменения давлений вдоль плоской стенки. Измерение на пластине имеет очевидные преимущества, так как отсутствует практически нерегулируемый начальный участок слоя. В этой же рабочей части проводились исследования вихревых следов капельной структуры.

Опытные характеристики холодильника (рис. 2.9, б) подтверждают возможность получения мелкодисперсной капельной структуры и варьирования диаметрами капель в пределах dK=0,l-f-l мкм изменением расхода и температуры охлаждающей воды при небольших влажностях. Диапазон размеров капель может быть существенно расширен, если использовать форсуночную (крупнодисперсную) влагу, которая интенсивно дробится в вихревых следах пластин холодильника. В этом случае в зависимости от параметра s = s/l (s—-расстояние между пластинами, рис. 2.9, а) и влажности можно получить различные функции распределения. С изменением дисперсности одновременно меняется и интенсивность турбулентности за холодильником (рис. 2.9, в). В этой связи возникает вопрос о расстоянии между холодильником и исследуемой моделью. Как показали опыты, выравнивание -поля скоростей и равномерное распределение жидкой фазы и степени турбулентности по сечению достигаются на значительном расстоянии за холодильником.

Эпюры 'давлений позволяют расчетным путем определить распределение термодинамических температур по профилю в потоке перегретого пара. В потоке капельной структуры эта задача решается сложнее, так как необходимо учитывать влияние дискретной фазы на термодинамическую температуру несущей фазы.

Основным результатом исследования температурных полей в сопловых решетках в потоке влажного пара капельной структуры следует считать экспериментально установленный факт, что температура поверхности лопаток при появлении жидкой фазы резко уменьшается: от температуры торможения во всех точках обводов профиля (перегретый пар) до термодинамической температуры ядра потока (влажный пар).

Влияние числа Рейнольдса на распределение vi по шагу также велико. С увеличением Rei (за счет увеличения плотности парового потока) значения vi растут во всех точках поля, за исключением области 0,96
Увеличение потерь в потоках конденсирующегося пара обусловлено: i 1) переохлаждением пара в межлопаточных каналах; 2) необратимостью и нестационарностью процесса фазовых переходов; 3) изменением турбулентности в межлопаточных каналах и за решеткой; 4) перераспределением давлений (скоростей) по обводу профиля с соответствующим изменением характеристик пограничных слоев. В потоках капельной структуры дополнительные потери энергии возникают в результате: 1) механического взаимодействия фаз при ускорении и замедлении капель в каналах и за решеткой (расслоение линий тока паровой фазы и траекторий частиц, т. е. скоростей фаз по значениям и направлениям); 2) тепло- и массообмена между каплями и паром; 3) образования пленок и увеличения потерь на трение в двухфазных пограничных слоях; 4) интенсификации вторичного движения в решетке и участия в нем пленок и капель. При сверхзвуковых скоростях добавляются потери в конденсационных скачках, возникающих и в потоке капельной структуры, меняются волновые потери в скачках уплотнения. Далеко не все дополнительные потери в решетках изучены с необходимой полнотой. Накопленные опытные данные требуют анализа и систематизации.

=^4-105; р = 2500; dKO=GWfr = 10~4 в зависимости от начальной влажности г/о- Значения Д?Вл = ?вл- — ?ш Да1Вл = а1вл — «ш приведены на рис. 3.33. Планомерный эксперимент проводился при степенях влажности г/0^124-14 %. Следует подчеркнуть, что в опытах основное внимание уделялось зависимостям А?Вл(#о, MI) и Да1Вл(г/о, MI). Влияние других критериев (р, Re, dK) изучено недостаточно. Соответствующие поправки могут быть приближенно определены расчетным путем (см. гл. 4). Однако опытные данные можно экстраполировать и на более высокие значения г/0^20%. Подавляющая часть экспериментов проводилась на решетках МЭИ, оптимизированных для перегретого пара (С-9010А и т. д.). Для решеток, спрофилированных для влажного пара капельной структуры, а также для околозвуковых и сверхзвуковых решеток эти данные следует корректировать. Так, например, если принять Кй=Кке=1,0, а исходные приращения 'Д?0 и Даю уменьшить на 20%, то получаемые таким способом значения ?вл и cii вл можно использовать для ориентировочных расчетов новых дозвуковых решеток при Mi
Рассмотрим некоторые особенности течения влажного пара капельной структуры- в рамках принятой двухскоростной и двух-температурной модели. Для определенности ограничимся случаем, когда в набегающем потоке монодисперсная двухфазная среда термодинамически и механически равновесна, а распределение параметров однородно. г г v

Основные особенности формы профилей (каналов) сопловых решеток на влажном паре капельной структуры сводятся к следующим. На мелкой влаге при дозвуковых скоростях потери, обусловленные тепло- и массообменом, будут уменьшаться с уменьшением градиентов скорости вдоль каналов. Очевидно, что сопловые каналы в этом случае должны иметь меньшую суммарную и локальную конфузорность. Снижению интенсивности процесса коагуляции способствует уменьшение кривизны спинки и вогнутой поверхности при заданном угле поворота потока и радиуса скруг-ления входной кромки. Так как при мелкой влаге пленки образуются только локально, то выходные кромки следует выполнять относительно тонкими, а шаг лопаток выбирать близким к оптимальному для перегретого пара. Профилирование сопловых решеток для парокапельных потоков с крупной влагой осуществляется с учетом механического взаимодействия фаз. На выходе из рабочей решетки предшествующей 1 ступени (на входе в сопловук> решетку последующей ступени) имеет место рассогласование скоростей по значению и направлению. В этом случае целесообразно несколько увеличить геометрический угол входной кромки и. уменьшить тем самым угол ее атаки потоком крупных капель. Кроме того, отличие профилей для крупной влаги состоит в более толстых выходных кромках и несколько уменьшенном относительном шаге, выбранном из соображений оптимальной внутриканаль-ной сепарации, включающей отсос пленок на спинке и выходной кромке или наддув пограничного слоя греющим паром. Важна правильная организация потока на спинке в косом срезе, где течение диффузорное; его следует выполнить менее криволинейным с тем, чтобы предотвратить возможный отрыв пленки и слоя.

В среднескоростных передачах, не имеющих герметичных картеров, можно применять пластичное виутришарнирное или капельное смазывание. Пластичное внут-ришарнирное смазывание осуществляют периодическим, через 120...180 ч, погружением цени в масло, нагретое до темпе-

ратуры, обеспечивающей его разжижение. Пластичный смазочный материал применим при скорости ц-еии до 4 м/с, а капельное смазывание до 6 м/с.

Смазывание цепи оказывает существенное влияние на ее долговечность. Применяют периодическое и непрерывное смазывание цепи. Выбор способа смазывания зависит от скорости t; цепи. При v < 2 м/с допустимо периодическое смазывание масленкой или щеткой каждые 6...8 ч. При скорости до 4 м/с применяют капельное смазывание масленками-капельницами. При более высоких скоростях цепи применяют непрерывное смазывание погружением в масляную ванну закрытого кожуха (картера); нижнюю (ведомую) ветвь цепи погружают в масло на глубину высоты пластины. В мощных быстроходных передачах применяют циркулярное струйное смазывание от насоса. Для цепных передач, не имеющих картера (как правило, транспортные машины), применяют внутришарнирную смазку (v < 1 м/с), которая осуществляется погружением снятой цепи в нагретую до разжижения пластичную смазку через 120... 180 ч работы.

Жидкие смазочные материалы (минеральные масла и др.) используют для подшипников при окружных скоростях вала свыше 8 м/с. В зависимости от условий работы применяют различные способы подачи масла в подшипники (капельное смазывание и др.). Для быстроходных подшипников уровень масла должен быть не выше центра нижнего тела качения во избежание существенных гидравлических потерь. В редукторах и коробках передач часто применяют подачу масла разбрызгиванием из масляной ванны. Масло разбрызгивается одним из быстровраща-ющихся колес или специальными крыльчатками.

Капельное смазывание

Рис. ЗЛО. Схема смазывания поршневого компрессора с постоянным уровней масла (смазывание кольцом, масляным туманом и капельное смазывание):

Капельное смазывание, смазывание погружением и смазывание масляным туманом маслом И-40А (в летнее время) н И-12А или И-20А (в зимнее время) (40 кг)

Смазывание погружением, кольцом, масляным туманом или капельное смазывание маслом

Смазывание погружением, кольцом, масляным туманом или капельное смазывание маслом

ем, кольцом, масляным туманом или капельное смазывание маслом

Смазывание погружением, кольцом, масляным туманом или капельное смазывание маслом