Стержень сороудерживающей решетки для гидротехнических сооружений с обогревом Советский патент 1983 года по МПК E02B5/08 

,Изобретение относится к гидротурбостроению и предназначено для использования в местах установки защит ных элементов турбинных водоприемйнков. Стержни сороудерживающих решеток могут претерпевать усталостное разрушение вследствие интенсивной вибрации (автоколебаний), которые возбуждаются при гидроупругом взctи юдействии потока воды со стержнями ре шетки. Известен стержень сороудерживающей решетки для гидротехнических сооружений с обогревом, включающий корпус, обмотку катушечного типа с введенным внутрь ферромагнитным сердечником, причем стержень выполнен с калевидным поперечным сечением, а продольная ось ферромагнитного сердечника расположена на расстоянии 0,31-0,34 1 от касательной, проведенной к лобовой поверхности стержня в точке пересечения ее с продольной осью, а отношение находится в пределах ,б, где 1 - длина продольной оси стержня, Iz- длина поперечной оси стержня tl. Недостатком известного стержня является то, что при обтекании потоком стержень решетки испытывает слож ные деформации, представляющие собой суперпозицию двух форм колебаний: изгибной. .форкы, характеризующейся поступательным перемещением всех точек поперечного сечения, крутильной формы, характеризующейся угловым перемещением всех точек поперечного сечения относительно центра, лежащег на упругой оси стержня (центра изгиба поперечного сечения стержня). Рас 1етами установлено, что центр изгиба сечения стержня расположен на его продольной оси и находится впереди центра масс поперечного сечения. При определенных скоростях потока и угле натекания возникают связные изгибно-крутильные автоколебания стержней типа флаттера. Расстояние между центром изгиба и центром масс является параметром, характеризующи взаимодействи.ё (степень связности) инерционных и гидродингилических сил действующих на стержень при его автоколебаниях. Цель изобретения - повышение над ности работы стержня путем уменьшения связных изгибно-крутильных авто колебаний сте)ржня типа флаттер и снижение интенсивности вынужденных колебаний. Поставленная цель достигается те что переденийот:сек полости стержня заполнен сыпучей инерционной массой и отделен от. обмотки изолирующей пё регородкой. На фиг. 1 изображен стержень, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Стержень включает корпус 1, обмотку 2 катушечного типа, сердечник 3, сыпучую массу 4, расположёйную в переднем отсеке внутренней полости . стержня, перегородку 5. Стержень работает следующим образом. При обтекании потоком стержня обогреваемой сороудерживающей решетки возбуждаются следующие виды вибрации: гидроупругие автоколебания типа флаттера, обусловленные инерционной и гидродинамической связностью между изгибными и крутильными формами колебаний, вынужденные колебания, обусловленные срывом вихрей с низовой кромки , имеющим регулярный характер воздействия, приводящим к резонансным явлениям, вынужденные колебания, обусловленные турбулентными пульсациями в следе за стержнем, но.сящие характер случайного процесса. В случае совпадения частоты собственных колебаний стержней в воде и частоты срыва вихрей возникает резонанс (так называемое явление синхронизации) и амплитуды динамических напряжений резко возрастают, что приводит к усталостному разрушению стержней решетки. Наиболее опасным видом вибрации стержней являются связные изгибно1футильные автоколебания типа флаттера. Условие отсутствия автоколебаний типа флаттера достигается при совмещении центра масс поперечного сечения стержня с центром изгиба путем заполнения переднего отсека полости стержня сыпучей инерционной массой с различными объемом, весом и KjiVnностью. Кроме того, благодаря дополнительному демпфированию колебаний, обусловленному трением между частицами инерционной массы, интенсивность вынужденных колебаний стержней, вызванных вихреобразованием и турбУлент- ными пульсациями давления, существенно уменьшается. Помимо этого, заполнение полости стержня сыпучей инерционной массой увеличивает массу стержня, снижает частоту его собственных колебаний и уменьшает вероятность возникновения резонансных явлений. Использование изобретения позволит повысить надежность работы стержня путем исключения возможности возникирвёния связных изгибно-крутильных автоколебаний ст(ержня типа флаттер и снижения интенсивности вынужденных колебаний.

f г 3

А-А

СТЕРЖЕНЬ СОРОУДЕРЖИВАЩЕЙ РЕШЕТКИ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ С ОБОГРЕВОМ по авт. св. 351967, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы стержня путем уменьшения, связных иэгибно-крутильных автоко;1ебаний стержня типа флаттер и снижения интенсивности вынужденных колебаний, передний отсек полости стержня заполнен сыпучей инерционной массой и отделен от обмотки изолирующей перегородкой.