Системный анализ системы газотурбинного двигателя (стр. 7 из 7)
Расчет маслопроводов на колебания
Маслопроводы, как и другие трубопроводные системы газотурбинных двигателей (топливные, дренажные, воздушные, противопожарные и др. ), должны быть рассчитаны на колебания для устранения опасных резонансных режимов.
Целесообразно при проектировании трубопроводов определять частоту собственных поперечных колебаний в зависимости от расстояния между точками крепления трубопроводовL[2]
F=
(30)а — коэффициент, зависящий от условий закрепления краевых сечений участка трубопровода, а также от формы колебаний пролета;
К — коэффициент, учитывающий влияние скорости и давления жидкости в трубопроводе;
EJ— изгибная жесткость трубопровода; mтр, mж — масса единицы длины пролета трубопровода и заключенной в нем жидкости.
Значения коэффициента а определяются по формуле [2] исходя из абсолютно жесткой заделки концов участка трубопровода, что соответствует частоте собственных поперечных колебаний жесткого участка fЖ:
а =
(31)Здесь i— номер формы колебаний участка трубопровода.
При шарнирной заделке концов участка трубопровода собственная частота поперечных колебаний fжснижается:
fш=
(32)Коэффициент К определяется по формуле:
K=
(33)Здесь р — давление жидкости в трубопроводе;
F — поперечное сечение трубопровода (в свету);
v — скорость движения жидкости по трубопроводу.
Однако двигатель может иметь несколько опасных резонансных режимов, избежать которых изменением расстояния между точками крепления трубопровода невозможно.
Поэтому целесообразно вводить конструктивные мероприятия для повышения надежности трубопровода.
Эффективным средством для обеспечения надежности трубопроводов является применение гибких компенсаторов, выполненных в виде тонкостенной металлической или фторопластовой оболочки с оплеткой ее наружной поверхности проволокой. Гибкая вставка позволяет производить монтаж трубопроводов при перекосах и несовпадениях осей их участков компенсировать термические удлинения (перемещения) без нарушения герметичности, а также работать при малом уровне вибрации благодаря проволочной оплетке, имеющей хорошие демпфирующие качества.
Гибкий трубопровод можно представить в виде отдельного шланга (металлорукава) или упругой вставки Гибкие трубопроводы также необходимо рассчитывать на колебания.
Собственные поперечные колебания металлорукава [2]
f =
(34)где п — число, определяющее пространственную форму колебаний металлорукава; / — длина гибкого элемента; mi — масса единицы длины гибкого элемента; Т— сила натяжения рукава.
Частота собственных поперечных колебаний трубопровода с гибкой вставкой [2], расположенной симметрично относительно двух консолей жесткого трубопровода:
f =
(35)Здесь т — сумма приведенной массы свободной консоли и '/з массы компенсатора;
L, Е, J— длина, модуль упругости и момент инерции консоли.