Демонтаж бетона: rezkabetona.su

Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35

интерцепторы свободны от такого недостатка, поэтому им следует отдавать предпочтение при гашении вибрации вертикальных цилиндров.

На графике подъемной силы Су (см. рис. 3.29) видно, что в окрестности угла а=45° производная дсу/да<0. Это свидетельствует о возможности колебаний цилиндра, так как при перемещении цилиндра от случайного толчка в поперечном к потоку направлении, вызванного, например, флюктуацией скорости, подъемная сила будет стимулировать начавшиеся колебания. Такое условие необходимо, но недостаточно, потому что нужно еще преодолеть аэродинамические и механические (в материале и опорных закреплениях цилиндра) потери.

Перфорация трубы или «рубашка» из перфорированного цилиндра гасит вибрацию трубы.

Более опасны колебания неизолированного цилиндра, т. е. расположенного, например, в аэродинамическом следе (в киль-ваторной струе) другого или где есть параллельные ему другие цилиндры. Срывы вихрей с переднего по потоку цилиндра, сильная турбулизации способствуют аэродинамической неустойчивости заднего.-Вибрация неизолированных тел возникает значительно легче--*лри меньшей скорости notoKa - и может поддерживаться в широком диапазоне скоростей, а не в определенном интервале их, поэтому она более опасна [26].

Вибрация парных канатов, параллельных трубопроводов, труб тепловых электростанций, антенн с трубчатыми вибраторами, проводов л«ний электропередачи с расщепленной фазой и др. - наиболее частые примеры таких колебаний.

Одним из простых приемов гашения вибрации параллельных стержней и гибких нитей (провода, канаты) с одинаковым электрическим потенциалом служит взаимное раскрепление их по методу «узел- пучность - узел», т. е. механическое соединение узла колебаний одного стержня с пучностью соседнего [25].

Характерный пример аэродинамической неустойчивости - поведение плоской пластинки в потоке жидкости (рис. 3.50). Она выбрана, потому, что многие самые разнообразные по форме тела, обращенные плоской стороной к потоку, ведут себя одинаково с пластинкой, которая начиная с малых скоростей жидкости совершает регулярные поперечные колебания. С ростом скорости потока амплитуда увеличивается, но частота лишь незначительно повышается.

Механизм поперечных колебаний пластинки заключается в следующем: скорость движения ее при малых значениях перемещения может быть выражена через угол а. Тогда графики подъемной силы и составляющей лобового сопротивления в функции угла атаки (см. рис. 3.7) будут характеризовать силы, воздействующие на пластинку. Подъемная сила, имеющая отрицательный наклон в окрестности угла а=90°, стимулирует колебания. Составляющая лобового сопротивления на направление движе-



ния также будет способствовать развитию колебаний, поскольку коэффициент Сх уменьшается с увеличением или уменьшением угла р = 90°-а. Движение пластинки будет происходить до наступления равновесия, определяемого восстанавливающей силой. После этого под влиянием этой силы пластинка начнет двигаться в противоположном направлении, чему будут способствовать подъемная сила и составляющая лобового сопротивления. В другом крайнем положении опять наступит равновесие, затем начнется движение в обратном направлении и т. д. Амплитуда

а "

-«. -


Рис. 3.50. Схема движения пластинки в потоке жидкости

а - угол атаки «««ЭО"; б -угол атаки oteO

колебаний пластинки будет расти до тех пор, пока подводимая за период энергия из потока не станет равной рассеянн1юй в системе. После этого установятся незатухающие колебания, т. е. колебания со стационарной амплитудой и с неизменной частотой.

Условие аэродинамической неустойчивости тела в потоке жидкости может быть записано в виде

dPylda + dQy 1да<0, (3.29)

Ру = Рсо&а и Q = Qsina.

Для тел, обращенных плоской стороной к потоку, необходимо численными методами решать вопрос об устойчивости тела, используя графики Cx~fi{a) и Cy=f2(a), полученные опытным путем. Аэродинамически неустойчивые формы тел приведены в



табл. 3.11. Они характерны отрицательным знаком производной дсу/да в окрестности угла а = 90°.

Таблица 3.11

Аэродинамически неустойчивые формы тел

Профиль

Угол атаки а в град

Профиль

Угол атаки а а град

-г +-+

о и 90

о и 90

Положение бесконечно длинной пластинки при углах атаки в окрестности 45° устойчиво, потому что дсу1да>0. Это видно на рис. 3.7.

Строго говоря, чисто изгибные, поперечные к потоку, колебания упругих тел следует рассматривать как вырожденные из-гибно-крутильные. Только поперечные к потоку колебания тел не наблюдаются, всегда будут кручение и движение в направлении оси X.

В обеспечении •условий для возникновения колебаний роль крутильных колебаний, связанных с изгибными, очень велика. При определенных свойствах профиля именно они увеличивают углы атаки до таких значений, при которых возрастающая подъемная сила в направлении движения становдтся достаточной для покрытия потерь в колеблющейся системе.

Рассмотренная схема колебаний пластинки относится к идеализированному случаю отсутствия механических потерь. Поэтому условие (3.29) необходимо для возникновения колебаний, т. е. оно свидетельствует о возможной неустойчивости и необходимости дополнительного исследования для суждения о поведении системы.

В более общем виде формула (3.29) имеет вид

dPylda + dQgjda -f дВ/да < О, (3.30)

где D-рассеяние энергии в жидкости, в материале, узловых и опорных соединениях конструкции, в фундаментах и грунте, а также в демпфирующих устройствах.




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35



Яндекс.Метрика