ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 141
Скачиваний: 0
ставленным па рис. 51. На графике максимальное вну треннее давление для однослойных контейнеров указа но без учета автоскреплепня и упрочнения. Однако об щее требование применения высокопрочных и сегмент
ных конструкций с увеличением давлений |
и внутренне |
|||||||
го диаметра |
контейнера, |
которое |
следует из |
рис. 51, |
||||
безусловно сохраняется. |
|
|
|
|
|
|||
Сегментные контейнеры имеют наружную втулку на |
||||||||
прессовой |
посадке или вместо нее обмотку |
в виде |
слоя |
|||||
стальной |
проволоки |
(ленты); |
з |
4 s |
і |
z |
||
функция |
наружной |
втулки мо- |
||||||
жет обеспечиваться |
гидравли |
|
|
|
|
|||
ческой поддержкой |
жидкости, |
|
|
|
|
|||
находящейся |
'под |
давлением. |
|
|
|
|
||
Конструкции |
сегментных |
кон |
|
|
|
|
||
тейнеров |
разрабатывают |
как |
|
|
|
|
||
в Советском |
Союзе |
[104], так |
|
|
|
|
||
иза рубежом [105].
Врассматриваемой ниже установке для гндроэкструзии на 30000ат был применен кон тейнер сегментной конструк-
ции. |
Расчет э л е м е н т о в с е г - |
• |
|
|
М Є Н Т Н О Г О К О Н Т е Й Н е р а |
ПРОИЗВО - |
Рис . 52. Схема к |
расчету сег- |
|
|
1 |
* |
М Ґ Ч І Т Ч Ї , І \ ' Т Г П Н Т Р Ї І Н Р П П П nnfil |
|
дили по формулам, изложен |
|
|
||
ным |
в работе [105]. На рис. 52 |
3 с внутренним диамет |
||
показан сегментный |
контейнер |
|||
ром |
2а, средним 2Ь п нижним |
2с, внутренняя |
часть ко |
|
торого расчленена па большое число сегментов /, огра ниченных внутри п снаружи цилиндрическими поверх ностями 4 и 5, а по бокам — плоскими поверхностями 2, образующими между собой тонкие зазоры.
Предполагается, что внутренняя поверхность разде ленного на части контейнера покрыта тонкой оболоч
кой, |
препятствующей проникновению |
|
рабочей жидко |
|||||
сти |
в зазоры, связанные |
с окружающей атмосферой. |
||||||
Необходимо определить |
радиус b для случая, |
когда |
||||||
при данном давлении ра |
наибольшие |
напряжения |
в ма |
|||||
териале |
сегмента |
будут |
минимальны. |
Так |
как |
число |
||
сегментов |
предполагается |
большим, |
то |
тангенциальны |
||||
ми напряжениями |
в каждом из них можно |
пренебречь. |
||||||
Приведем конечную формулу из работы |
[104] для |
|||||||
определения оптимального значения |
радиуса В: |
|
||||||
бопт = |
(25) |
|
У з |
Надо иметь в виду, что расчленение внутренней втулки контейнера целесообразно только при условии
а < |
. |
(26) |
Уз
Это условие и было реализовано при создании гндроэкструзпонпой установки па 30000 ат [106].
Г л а в а I I I
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГИДРОПРЕССОВАНИЯ
В настоящей главе не рассматриваются подробно все аспекты теории гпдропрессования, а сделана по пытка на основе анализа кинематических и силовых условий процессов гидропрессования дать схему ана литического расчета оптимальных технологических па раметров этих процессов.
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ [107]
Рассмотрим основные свойства жидкостей, которые главным образом используют в гидромеханике. Важ нейшей механической характеристикой жидкости явля ется ее плотность. Плотностью р называется масса жид кости, заключенная в единице объема (для однород ной жидкости), т. е.
р |
= -^[кГ.сек*,'м*], |
(27) |
|
где |
m—масса |
жидкости в объеме |
Q. |
Удельным |
или объемным весом |
у будем называть |
|
вес |
единицы |
объема жидкости, т. е. . |
|
V = -j[fcriM°], |
(28) |
||
где G — вес жидкости.
Таким образом, удельный вес есть величина размер ная, и его численное значение зависит от того, в какой размерности он выражается.
Например, для воды при 4° С:
у = |
1000 |
кГ/м*. |
|
|
|
Связь между удельным весом у 1 1 |
плотностью |
р лег |
|||
ко найти, |
если учесть, что G=gm; |
тогда |
|
||
Р |
™ |
^ |
Х . |
|
(29) |
|
|
gQ |
g |
|
|
Если |
жидкость неоднородна, то |
формулы |
(27) и |
||
(28)определяют лишь среднее значение удельного веса
иплотности в даймом объеме. Для определения истин ного значения в данной точке следует рассматривать объем, стремящийся к нулю, и искать предел соответ ствующего отношения. Плотность и удельные веса неко торых жидкостей приведены в табл.5 [108].
Сжимаемость, или свойство жидкости изменять свой объем под давлением, характеризуется коэффициентом объемного сжатия (3, который представляет собой от носительное изменение объема, приходящееся на еди ницу давления, т. е.
Р = - - ? Г ^ - W K H . |
(30) |
Знак «минус» в формуле обусловлен тем, что поло жительному приращению давления р соответствует от рицательное приращение (т. е. уменьшение) объема Q.
Рассматривая приращение давления Ар=р—р0 и изменение объема Q — Q—Qo, из выражения (30) по лучаем
Q = Q 0 (l — рАр)
или, учитывая выражение (27), имеем
p = - d k ' |
<31> |
где р и р0 — значения плотности при давлениях р и ро- Величина, обратная коэффициенту (3, представляет собой объемный модуль упругости EQ. Выражая объем через плотность и переходя от конечных разностей к дифференциалам, вместо уравнения (30) получаем
|
|
|
|
Свойства |
жпдкостеіі при 20° С, атмосферном |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Удель - |
Динами |
Кинема |
|
Напмепопанис |
вещества |
Плотность р, |
|
ческая |
тическая |
||||||
|
|
llblii DCC 1> |
вязкость, |
вязкость, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
кГ/м* |
Т)-10», |
V-I00 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кГ-сск/м* |
м'/сск |
|
Спирт ЭТИЛОВЫЙ . . . . |
80,4 |
|
788 |
12,25 |
0,153 |
||||||
Четыреххлористып угле- |
89,9 |
|
882 |
6,69 |
0,074 |
||||||
162 |
|
|
|
|
|
||||||
Фреон-12 (при 19,06° С) . |
|
1594 |
9,94 |
0,061 |
|||||||
136 |
|
1334 |
— |
|
|||||||
Глицерин |
|
|
|
129 |
|
1262 |
15 330 |
119 |
|||
Керосин . . . . |
|
79,4—83,6 |
777—819 |
— |
|
||||||
Сырая нефть . . . |
|
87—95 |
850—930 |
— |
|
|
|||||
Топливная |
нефть . . . |
95—100 |
930—980 |
— |
|
— |
|||||
Льняное масло . . . . |
96 |
|
940 |
450 |
4,67 |
||||||
Смазочное |
масло . . . |
97—89 |
850—880 |
— |
|
. |
|||||
Вода |
пресная . . . . |
101,9 |
998,2 |
10,3 |
0,101 |
||||||
Вода |
морская . . . . |
104,5 |
|
1025 |
11,1 |
0,106 |
|||||
|
|
dp |
= р |
dp |
|
|
|
|
|
(32) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
pd |
|
|
dp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
dp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a; |
|
|
|
|
|
|
|
(33) |
|
|
|
dp |
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
a — скорость |
распространения |
продольных |
волн |
|||||||
в упругой среде, равная скорости звука. |
|
|
|
||||||||
Для жидкостей |
модуль |
EQ |
несколько |
возрастает |
|||||||
с увеличением |
температуры |
и давления. |
Для воды он |
||||||||
в среднем составляет 20000 кг/см2. |
Следовательно, при |
||||||||||
повышении давления на I кГ/см2 |
объем воды |
уменьша |
|||||||||
ется на 1/20000 часть, т.е. весьма |
незначительно. |
|
|||||||||
Работа |
сжатия |
жидкости |
равна |
|
|
|
|
||||
Ac |
= FKpjpdz= |
|
|
fpd(AQ>K). |
|
|
|
|
(34) |
||
ПО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
|
давлении и нормальном силе тяжести |
|
|
|||||
Поверхностное |
Давление |
насы |
Объемный мо |
Удельная |
|
||
щенного |
пара |
д у л ь упругости, |
теплоемкость |
с, |
|||
натяжение, кГ/м |
|||||||
при |
20° С, |
кГ/слС |
кГ/см' |
икал/(кГ-град) |
|
||
|
|
||||||
0,00228 |
|
0,060 |
|
0,581 |
|
||
0,00295 |
|
0,102 |
|
10 500 |
0,406 |
|
|
0,00272 |
|
0,122 |
— |
0,201 |
|
||
— |
|
6,6 |
|
— |
— |
|
|
— |
|
1,5-10-' |
44 000 |
0,55 |
|
||
0,0024—0,0033 |
|
— |
|
— |
— |
|
|
0,0024—0,0039 |
|
— |
|
— |
— |
|
|
0,0034 |
|
.— |
|
— |
— |
|
|
0,0036—0,0039 |
|
— |
|
— |
— |
|
|
0,00742 |
|
0,0238 |
22 500 |
0,999 |
|
||
Известно, |
что с увеличением давления |
сжимаемость |
жидкостей |
уменьшается. Аппроксимация |
изменения |
объема упругосжимаемой среды от давления линейной
зависимостью дает упрощенную |
формулу |
Л<2ж = РсР<2ж. |
(35) |
В данном случае коэффициент сжимаемости являет ся средним для рассматриваемого диапазона давлений.
Истинный коэффициент сжимаемости характеризу ет сжимаемость жидкости только при данном давлении или в- узком интервале давлений близ данного:
|
J _ d ( A Q „ { ) |
|
|
3 6 ) |
|
|
<Эж |
dp |
|
|
К |
Вместе |
с тем экспериментально |
удалось |
установить, |
||
что |
истинный коэффициент сжимаемости |
таких |
упру |
||
гих |
сред, как вода, масло, резина, |
может |
быть |
выра |
|
жен |
следующей зависимостью: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л п ц а 6 |
Сжимаемость некоторых жидкостей при различных |
температурах |
||||
|
|
п |
давлениях |
|
|
Вещество |
Температура, |
Интервал |
Сжимаемость |
||
|
°С |
давлений, ат |
(М0«, апГ"1 |
||
|
|
|
|||
Ацетон |
|
|
14,2 |
9—36 |
111 |
|
|
|
0 |
100—500 |
82 |
|
|
|
0 |
500—1000 |
59 |
|
|
|
0 |
1000—1500 |
47 |
|
|
|
0 |
1500—2000 |
40 |
Бензол |
|
|
16 |
8—37 |
90 |
|
|
|
20 |
99—296 |
78,7 |
|
|
|
20 |
296—494 |
67,5 |
Вода |
|
|
20 |
1—2 |
46 |
Глицерин |
|
|
11,8 |
1—10 |
22,1 |
Касторовое |
масло |
|
14,8 |
1—10 |
47,2 |
Керосин |
|
|
1 |
1—15 |
67,91 |
|
|
|
16,1 |
1—15 |
76,77 |
|
|
|
35,1 |
1—15 |
82,83 |
|
|
|
52,2 |
1—15 |
92,21 |
|
|
|
72,1 |
1—15 |
100,16 |
|
|
|
94 |
1-15 |
108,8 |
Серная кислота |
|
0 |
1—16 |
302,5 |
|
Уксусная кислота |
|
25 |
92,5 |
81,4 |
|
Ксилол |
|
|
10 |
1—5,25 |
74 |
|
|
|
100 |
1—5,25 |
132 |
Нитробензол |
|
25 |
192 |
43,0 |
|
Оливковое |
масло |
|
20,5 |
1—10 |
63,3 |
|
|
|
14,8 |
1—10 |
56,3 |
