Файл: Казанский, В. Н. Системы смазки паровых турбин.pdf

я Б - S

&

T l

Н“ JLA

Cs

o> eg

500

_ 25 50

h r

—________)________

деаэрации масла, тоже уменьшится в п раз. С конструк­ тивной точки зрения оказалось проще не рассекать весь бак на ярусы, а установить в одном из его отсеков устройство — пакет наклонных перегородок (ПНП). Когда пузырьки при всплывании касаются перегородки, они, скапливаясь, образуют пенный слой, сопротивление движению которого вдоль стенки значительно меньше, чем сопротивление движению отдельных пузырьков в слое масла.

Испытания единичного наклонного канала с прозрач­ ными стенками показали [Л. 63], что простой сосредоточен-

Рис. 4-8. Схемы организации потоков аэрированного масла в на­

178

ный подвод масла (рис. 4-8) оказался неудовлетворитель­ ным: в канале возникает интенсивное циркуляционное движение, отделение воздуха происходит неэффективно. Установка козырька Д (рис, 4-8,6) на входе в канал упорядочивает движение масла, выделившийся воздух организованно отводится в пенный отсек Е. Благоприят­ ным для выделения воздуха оказался и боковой подвод масла к каналам (рис. 4-8,б). При повышенных скоро­ стях масла (0,04 м/с) во избежание «сдувания» выде­ лившегося воздуха целесообразно развернуть канал от­ носительно вертикальной плоскости. Тогда пенный слой будет отводиться в боковой отсек, не мешая нисходя­ щему движению основного потока масла (рис. 4-8,6, вид Т, вариант 2). Можно также организовать ступенчатый отвод скопившегося в специальных ловушках воздуха через дренажные трубки наружу [Л. 120].

При нисходящем движении масла в канале по вы­ соте h отчетливо вырисовываются слои чистого масла А, масловоздушной смеси В и пены С (рис. 4-8,6). По ме­ ре продвижения .масла толщина чистого слоя х посте­ пенно увеличивается, и на некотором расстоянии L весь воздух практически выделяется. Средняя скорость воздуховыделения v", т. е. скорость подъема фронта эмуль­

^=50°С для турбинного масла марки ТСп-22 (без антипенных и деэмульгирующих присадок) .показана на рис. 4-9. С увеличением скорости масла v' величина v" вначале возрастает, достигает максимума и затем уменьшается. Увеличение h от 18 до 100 мм сопровож­ дается ростом v". Положение максимума v" с увели­ чением h смещается в сторону больших значений v'.

Характер кривых на рис. 4-9 можно объяснить влия­ нием на процесс воздуховыделения гидродинамических сил, обусловленных эффектами Магнуса — Жуковского и Сегре — Зильберберга |[Л. 36].

Вода и шлам, введенные в канал, постепенно осаж­ даются, скапливаются на дне и затем сползают по на­ клонной плоскости вниз, если угол наклона канала ока­ зывается больше некоторой предельной величины а*.

Для единичных частиц и капель угол а* = 70—80°. Для слоя эмульгированной воды а* = 10=15°. Стабильное сползание слоя шлама начинается при а7>35°. Увеличе­ ние скорости потока масла способствует очищению дна канала от осадка, хотя эффективность осаждения при­ месей при этом несколько ухудшается. В нижней части

высоты канала h на среднюю скорость полного воздуховыделения v" из турбинного масла мар­ ки 22 в наклонных каналах [Л. 63].

канала следует делать отсек для приема шлама, при­ чем перегородки должны упираться в дно этого отсека (рис. 4-8,в). Если не сделать этого (пример непра­ вильного оформления грязевого отсека показан на рис. 4-8,г), то слой шлама будет взмучен потоком отво­ димого масла.

Исследования показали, что при восходящем движе­ нии масла выделение воздуха и сползание шлама про­ исходят хуже, чем при нисходящем. Поэтому в поисках удачной конструкции бака всегда отдавалось предпоч­ тение наклонным элементам с нисходящим движением масла. В стендовых условиях УралВТИ испытывались две разновидности пакетов наклонных перегородок, име­ ющих форму прямоугольного (рис. 4-10,а—в) и параллелограм'много (рис. 4-10,г) параллелепипедов. Форма пакета первой разновидности диктовалась конструкция­ ми большинства существующих типов прямоугольных в плане масляных баков, требующих модернизаци. Па­ кет второй разновидности применялся в баках новых

180

Рис. 4-10. Типы многоярусных конструкций масляных баков.

Размеры стендового маслобака (мм): а=685, 6=570, с=855, е=1 490, 6=40, я=15, s=50, р—790, £=800, £=60, «=500, (=180; угол а=50°.

181

конструкций, форма которых определялась конфигура­ цией ПНП. Варианты испытанных баков показаны на рис. 4-11, а результаты эксперимента приведены в табл. 4-2.

измерения позволили установить следующее. Наилучшее выделение воздуха происходит в баке (вариант 1, рис. 4-11), содержащем перед ПНП 4 сетку 2, а непос­ редственно за ПНП — перегородку 3, не доходящую до дна. Преобладающее количество масла совершает в ПНП явно выраженное нисходящее движение, и лишь в при­ донной части образуется горизонтальный поток. Увели­ чение расстояния между сеткой 2 и ПНП несколько ухудшает процесс деаэрации из-за появления вихрево­ го движения масла в нижней части бака. Постепенное отодвигание перегородки 3 от ПНП ухудшает процесс деаэрации вначале резко, затем более умеренно, так как наивыгоднейшее нисходящее движение масла пере­ ходит в горизонтальное.

Простая установка ПНП (без сеток 2 и перегородок 3) оказывается неудовлетворительной, так как масло

182

движется преимущественно в верхней части ПНП, а внизу наблюдается обширная застойная зона.

Лучшие варианты баков с ПНП уже при кратности циркуляции в пакете Z = 5 0 —60 ч-1 обеспечивают прак­ тически полную деаэрацию масла.

Рис. 4-11. Варианты масляных баков, испытанных на стенде УралВТИ.

Короткие каналы в верхнем углу ПНП работают неэффективно, так как масло из них не имеет организо­ ванного отвода. Этот недостаток устраняется двумя пу­ тями: в перегородках делают прямоугольные вырезы, образующие пространство а—b—с—d (рис. 4-10,6) для равномерного отвода масла от коротких и длинных ка­ налов; масло из коротких каналов отводится через носо­ видное устройство (рис. 4-10,в). Эти мероприятия обес­ печивают полную деаэрацию масла при кратности циркуляции в пакете Zj=65—70 ч-1. В ПНП параллелограммной формы (рис. 4-10,г) полная деаэрация дости­ гается при Z=100— ПО ч-1.

Результаты испытаний промышленных баков с ПНП свидетельствуют о высокой эффективности внедренных

183

мероприятий (табл. 4-3). Содержание воздуха перед масляными насосами снизилось до 0,1—0,5%, т. е. до величин, в 10—20 раз меньших, чем в баках исходных конструкций [Л. 66].

В ПНП с боковым подводом масла скорость потока не должна превышать 0,04 м/с, иначе процесс эвакуации пенного слоя на поверхность будет заторможен. На рнс. 4-10,0 показан масляный бак с наклонными и раз­ вернутыми относительно вертикальной плоскости пере­ городками [Л. 120], рассчитанный на работу с повышен­ ными скоростями масла. В настоящее время известны и другие варианты многоярусных баков с высокой крат­ ностью циркуляции.

4-4. СНИЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В МАСЛЕ

а] Малоаэрационные подшипники

Аэрация масла в опорных подшипниках возникает из-за неудовлетворительной организации потока в ненагруженных диффузорных зонах и неупорядоченного слива масла из торцов вкладышей {Л. 52]. В диффузорных зо­ нах возникает разрежение 8* 104—9 - 1 0 Па, обусловли­ вающее подсос воздуха, выделение ранее растворенно­ го воздуха, «вскипание» масла. Применение специаль­ ных форм расточки вкладыша, полностью или частично

184