138 |
ДИСК В ОГРАНИЧЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ |
[ГЛ. VI |
|||
|
Соответствующие значения |
величин даны в таблице 12. |
|||
|
|
|
Таблица 12 |
|
|
|
Значения |
коэффициента момента для диска, |
|
||
|
|
вращающегося в кожухе, |
|
||
|
|
при турбулентном режиме |
|
||
|
(по расчетам Окайа и Хасегава) |
|
|||
|
|
ъ |
, ( СМ „0,2^ |
СМ о0,2 |
|
|
5 |
а |
Ц—R ) |
-г-” |
|
|
2,0591 |
1,00000 |
2,55255 |
0,035691 |
|
|
2,06 |
1,00030 |
2,55280 |
0,035711 |
|
|
2,07 |
1,00357 |
2,55552- |
0,035933 |
|
|
2,08 |
1,00681 |
2,55820 |
0,036158 |
|
|
2,09 |
1,01004 |
2,56084 |
0,036378 |
|
|
2,10 |
1,01324 |
2,56344 |
0,036596 |
|
|
2,11 |
1,01643 |
2,56599 |
0,036814 |
|
|
2,12 |
1,01960 |
2,56852 |
0,037027 |
|
|
2,13 |
1,02275 |
2,57101 |
0,037240 |
|
|
2,14 |
1,02588 |
2,57346 |
0,037450 |
|
|
2,15 |
1,02900 |
2,57587 |
0,037659 |
|
|
2,16 |
1,03210 |
2,57825 |
0,037866 |
|
|
2,17 |
1,03518 |
2,58059 |
0,038071 |
|
|
2,18 |
1,03824 |
2,58290 |
0,038274 |
|
|
2,19 |
1,04129 |
2,58518 ' |
0,038475 |
|
|
2,20 |
1,04432 |
2,58742 |
0,038674 |
|
|
2,21 |
1,04733 |
2,58964 |
0,038872 |
|
|
2,22 |
1,05033 |
2,59182 |
0,039066 |
|
Для окружной составляющей местного трения при — = 1
будем иметь: |
|
—22_ = 0,013065R-°’2. |
(6.34) |
Сравнение с опытами Шультц-Грунова |
показывает (см. |
рис. 36), что учет разности между радиусами а и b приближает расчетные данные к опытным. Результаты расчетов ШультцГрунова, представленные на рис. 36, не учитывают разности между радиусами а и Ь,
§ 34] ВЛИЯНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ 139
§ 34. Влияние шероховатости
Для получения формулы сопротивления шероховатого диска на режиме развитой шероховатости заметим, что опыты Пантелла1) показали, что относительное влияние осевого за зора s/R при наличии кожуха для шероховатого диска такое же, как и для гладкого диска; оно схематически изо бражено на рис. 45.
При этом, согласно много численным опытным данным, отношение минимального значеНИЯ Ыилн К ЗНаЧеНИЮ Ыев
для «свободного» диска равно
Рм)
; |
“ии |
0,474. (6.35) |
( |
|
|
По теоретическим расчетам |
||
Кармана |
и Окайа — Хасегава |
|
получим |
несколько большее |
|
значение:
0,0714
0Д4(Г = 0’489’
(См)св
Рис. 45. Схема влияния относитель ного осевого зазора на момент сопро тивления диска, вращающегося в ко* жухе.
а с использованием формулы (4.35) несколько меньшее зна чение.
Применим соотношение (6.35) для шероховатого диска; тогда с помощью формулы (4.50) для свободного шерохо ватого диска получим для режима развитой шероховатости следующую формулу для коэффициента момента сопротивле ния шероховатого диска, вращающегося в кожухе:
|
( |
®)мия |
/ |
Ь \0,272 |
(6.36) |
|
0.05! (4) |
||||
Сопоставим с этой формулой опытные данные, |
получен |
||||
ные |
замерами на |
гидротормозах |
дисковой конструкции. |
||
1) |
См. сноску 4) |
на стр. |
120, |
|
|
140 ДИСК В ОГРАНИЧЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ [гл. VI
проведенными в лаборатории турбомашин Невского машино строительного завода1).
Мощность N = ТИы, снимаемая гидротормозом, опреде лялась угловой скоростью со и моментом Р1, который пере дается водой от вращающегося диска на корпус гидротормоза, лежащий в шарикоподшипниках. Здесь Р— замеряемая сила, с которой действует на чашку весов рычаг гидротормоза длиной I.
Одновременно замерялась температура воды на входе и вы ходе из гидротормоза. Момент трения подшипников гидротор мозов, который также передается на корпус, составляет прене
брежимо малую величину |
по |
сравнению |
с моментом |
трения |
|||||||
диска о воду. |
величинам вычислялся |
коэффициент |
|||||||||
По замеренным |
|||||||||||
|
|
|
С№ |
|
1 |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а также величина |
R = ——. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
На рис. 46 представлены определенные таким образом |
|||||||||||
значения с¥ для различных |
гидротормозов. Кривая 7 отно |
||||||||||
сится к гидротормозу № 1 |
с |
диском |
7? = 0,25 м, |
обрабо |
|||||||
танным по |
VV 4, шириной обода -^- = 0,04, |
осевым зазором |
|||||||||
-|- = 0,06 |
и |
радиальным |
-^- — 0,068. |
Обработка VV 4 соот- |
|||||||
ветствует |
по |
ГОСТ 2789-51 |
средней высоте бугорка шеро- |
||||||||
ховатости |
k ^0,03 мм, |
т. е. |
k |
|
|
_О |
Исключив |
||||
-=^0,12-10 . |
|||||||||||
влияние обода по |
формуле2) |
|
/\ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
см = (ся)6=0(1 + 2’5-я)’ |
|
|
|
||||||
получим, |
согласно кривой |
7, |
что в |
этом |
случае |
с^ — |
|||||
= 4,1810~3. Кривая 2 представляет собой значения |
см для |
||||||||||
гидротормоза № 2, имеющего те же конструктивные раз
меры, |
что и гидротормоз № 1, но диск в кольце от R = 0,2 |
1) |
Д о р ф м а н Л. А., Сопротивление шероховатого диска, вра |
щающегося в кожухе, Журн. техн, физики, 1958, т. 28, № 1. 2) См. сноску на стр. 86,
§ 34] |
ВЛИЯНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ |
141 |
до R = 0,25 м покрыт путем накатки шероховатостью с |
вы |
|
сотой бугорка k = 0,5 мм, а в остальном обработан по VV 4. На режиме развитой шероховатости коэффициент момента сопротивления кольца, ограниченного радиусами Ro и R,
равен, |
как нетрудно определить: |
|
|
|
|
i |
/ D х 4,7281 |
|
|
х'л’/ J ’ |
|
где сМо—коэффициент, |
соответствующий трению диска ра |
||
[ |
|||
диуса |
R (т. е. при Ro — Q). |
|
|
Рис. 46. Коэффициент момента сопротивления шероховатого диска, вра щающегося в кожухе.
Поэтому для диска гидротормоза № 2
— |
Г |
, п \ 4,7281 |
Г/ п \4,728 |
. 3 |
|
|
(-^) |
] |
+ слг1[(тг) |
~)“2’'57г]' |
|
Так как, согласно кривой 2, сх=7,7 • 10-3, то отсюда по лучим для ~ = 2- 10“3 величину с<0=8,9- 10~3.
Значения см для гидротормоза № 3 с диском R — 0,175 м., обработанным по VV 6, изображены на кривой 3. При этом
142 |
ДИСК В ОГРАНИЧЕННОМ |
ПРОСТРАНСТВЕ |
[ГЛ. VI |
|||
|
||||||
4-= 0,05, -А_ = о,1. |
-g- = 0,2. |
Исключив |
трение |
обода, |
||
получим |
см= 3,47-10 |
3. |
Обработка VV 6 |
соответствует |
||
k да 0,0082 мм, т. е. -^ = 0,047 • |
10-3. |
|
|
|||
|
К |
|
|
|
|
|
Кривая 4 изображает результаты Пантелла для шерохо |
||||||
ватого |
(необработанного) |
диска. |
Заметим, |
что в |
области |
|
чисел R, где еще не наступил режим развитой шероховато сти, все четыре кривые имеют такой же характер зависимо сти от R, который наблюдается для технически шерохова-
Рис. 47. Зависимость момента сопротивления шероховатого диска от относи тельной шероховатости: линия проведена по формуле (6.36), опытные точки — по данным рис. 46 (номера точек соответствуют номерам кривых рис. 46).
Для сопоставления на рис. 46 кривой 5 представлена
опытная зависимость |
от R для гладкого диска, полу |
ченная Шультц-Груновым, Цумбушем и др. |
|
Полученные опытные |
значения (рис. 47) располагаются |
вблизи прямой, соответствующей формуле (6.36). Несколько меньшее по сравнению с расчетной кривой значение см для
гидротормоза № 2 объясняется тем, что кожух имел шеро ховатость меньшую, чем диск, а это, как известно из опытов Пантелла, несколько должно уменьшить с^. В то же время несколько завышенное значение см для гидротормоза № 3 вполне объяснимо увеличенным значением радиального за зора. Таким образом, имеющиеся опытные данные согла суются с формулой (6.36) и ее можно рекомендовать для расчета момента сопротивления шероховатости диска, вра-
вдающегося в кожухе, при |
125 <-^<3000, 0,02 <4-<0,1 |
||
и 0,02< |
п |
к |
R |
-£<0,1. |
|
|
|