Стержень сороудерживающей решетки для гидротехнических сооружений с обогревом

 

СТЕРЖЕНЬ СОРОУДЕРЖИВАЩЕЙ РЕШЕТКИ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ С ОБОГРЕВОМ по авт. св. 351967, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы стержня путем уменьшения, связных иэгибно-крутильных автоко;1ебаний стержня типа флаттер и снижения интенсивности вынужденных колебаний, передний отсек полости стержня заполнен сыпучей инерционной массой и отделен от обмотки изолирующей перегородкой.

цм ои

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩФЯИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЮ Е 02 В 5 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTIO

ОПИСаНИй ИЗОБРЯтЕНИЯ 13,—.- -,-:.;.,;

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ыьлизт,ыл (61) 351967 (21) 2966530/29-15 (22). 04.08 ° 80 (46) 30 ° 05 ° 83. Бюп. 9 20 (72) Л. Л. Дольников и Н. В. Коробко (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е.Веденеева (53) 627.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 351967, кл. Е 02 В 9/04, 1968 r. (прототип). (.54)(57) СТЕРЖЕНЬ СОРОУДЕРЖИВИОЩЕЙ

PEIIETKH ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИН С ОБОГРЕВОМ по авт. св. 9 351967, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы стержня путем уменьшения..связных иэгибно-крутильных автоколебаний стержня типа флаттер и снижения интенсивности вынужденных колебаний, передний отсек полости стержня заполнен сыпучей инерционной массой и отделен от обмотки изолирующей перегородкой.

1020493

Изобретение относится к гидротурбостроению и предназначено для использования в местах установки защитных элементов турбинных водоприемйиков.

Стержни сороудерживающих решеток могут претерпевать усталостное разрушение вследствие интенсивной вибрации (автоколебаний), которые возбуждаются при гидроупругом взаимодействии потока воды со стержнями ре- >() щетки.

Известен стержень сороудерживающей решетки для гидротехнических сооружений с обогревом, включающий корпус, обмотку катушечного типа 5 с введенным внутрь ферромагнитным сердечником, причем стержень выполнен с калевидным поперечным сечением, а продольная ось ферромагнитного сердечника расположена на расстоянии О

0,31-0,34 1„ от касательной, проведенной к лобовой поверхности стержня в точке пересечения ее с продольной осью, а отнсшение 3 /I2 находится в пределах 5>1-5,б, где 1, - длина продольной оси стержня, 1 - длина поперечной оси стержня (1).

Недостатком известного стержня является то, что при обтекании потоком стержень решетки испытывает сложные деформации, представляющие собой суперпозицию двух форм колебаний: изгибной .форьы, характеризующейся поступательным перемещением всех точек поперечного сечения, крутильной фор и, характеризующейся угловым перемещением всех точек поперечного сечения относительно центра, лежащего на упругой оси стержня (центра изгиба поперечного сечения стержня). Расчетами установлено, что центр изгиба 40 сечения стержня расположен на его продольной оси и находится впереди центра масс поперечного сечения.

При определенных скоростях потока и угле натекания Возникают связные 45 изгибно-крутильные автоколебания стержней типа флаттера. Расстояние между центром изгиба и центром масс является параметром, характеризующим взаимодействие (степень связности) инерционных и гидродинамических сил, действующих на стержень при его автоколебаниях.

Цель изобретения - повышение надежности работы стержня путем уменьшения связных изгибно-крутильных автоколебаний стержня типа флаттер и снижение интенсивности вынужденных колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что передений- отсек полости стержня заполнен сыпучей инерционной массой и отделен от.обмотки изолирующей пе - регородкой. На фиг. 1 изображен стержень, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1.

Стержень включает корпус 1, обмотку 2 катушечного типа, сердечник 3, сыпучую массу 4, расположейную- в переднем отсеке внутренней полости стержня, перегородку 5.

Стержень работает следующим образом.

При обтекании потоком стержня обогреваемой сороудерживающей решетки возбуждаются следующие виды вибрации: гидроупругие автоколебания типа флаттера„ обусловленные инерционной и гидродинамической связностью между иэгибными и крутильными формами колебаний, вынужденные колебания, обусловленные срывом вихрей с низовой кромки стержня, имеющим регулярный характер воздействия, приводящим к резонансным явлениям, вынужденные колебания, обусловленные турбулентными пульсациями в следе эа стержнем, носящие характер случайного процесса.

В случае совпадения частоты собственных колебаний стержней в воде и частоты срыва вихрей возникает резонанс (так называемое явление синхронизации) и амплитуды динамических напряжений резко возрастают, что приводит к усталостному разрушению стержней решетки.

Наиболее опасным видом вибрации стержней являются. связные изгибнокрутильные автоколебания типа флаттера. условие отсутствия автоколебаний типа.флаттера достигается при совме" шенин центра масс поперечного сечения стержня с центром изгиба путем заполнения переднего отсека полости стержня сыпучей инерционной массой с различными объемом, весом и крупностью»

Кроме того, благодаря дополнительному демпфированию колебаний, обусловленному трением между частицами инерционной массы, интенсивность вынужденных колебаний стержней, выэванных вихреобраэованием и турбулент- ными пульсациями давления, существенно уменьшается. Помимо этого, заполнение полости стержня сыпучей инерционной массой увеличивает массу стержня, снижает частоту его собственных колебаний и уменьшает вероятность возникновения резонансных явлений.

Использование изобретения позволит повысить надежность работы стержня.путем исключения воэможности возникновения связных иэгибно-крутильных автоколебаний стержня типа флаттер и снижения интенсивности вынужденных колебаний. .1020493

Составитель А. Кононов

Техред A. Бабинец Корректор М. Шарсти

Редактор В. Петраш

Филиал ППП "Патент", r. УжгорЬд, ул. Проектная, 4

Заказ 3855/25 . Тираж б73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5