intTypePromotion=1

ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 2 THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY - CHƯƠNG 18

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

0
74
lượt xem
17
download

ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 2 THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY - CHƯƠNG 18

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự xâm thực chong chóng 18.1. Khái niệm về xâm thực Lần đầu tiên vào những năm 90 của thế kỷ XX khi thử các tàu lắp tuốc bin cao tốc người ta đã phát hiện ra hiện tượng xâm thực trong thực tế kỹ thuật. Ví dụ, trong những đợt thử tàu phóng lôi “Đering” của Anh tốc độ thực tế thấp hơn tốc độ tính toán trên ba hải lý, khi ở những tốc độ lớn vòng quay chong chóng tăng lên đột ngột và gây chấn động thân tàu rất mạnh. Khi thử tàu “Tuốcbinha” cũng xảy ra...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 2 THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY - CHƯƠNG 18

  1. Ch­¬ng 18 Sù x©m thùc chong chãng 18.1. Kh¸i niÖm vÒ x©m thùc LÇn ®Çu tiªn vµo nh÷ng n¨m 90 cña thÕ kû XX khi thö c¸c tµu l¾p tuèc bin cao tèc ng­êi ta ®· ph¸t hiÖn ra hiÖn t­îng x©m thùc trong thùc tÕ kü thuËt. VÝ dô, trong nh÷ng ®ît thö tµu phãng l«i “§ering” cña Anh tèc ®é thùc tÕ thÊp h¬n tèc ®é tÝnh to¸n trªn ba h¶i lý, khi ë nh÷ng tèc ®é lín vßng quay chong chãng t¨ng lªn ®ét ngét vµ g©y chÊn ®éng th©n tµu rÊt m¹nh. Khi thö tµu “Tuècbinha” còng x¶y ra hiÖn t­îng t­¬ng tù. Khi ph©n tÝch nguyªn nh©n cña c¸c hiÖn t­îng ®ã ng­êi ta gi¶ thiÕt r»ng chóng ®Òu ®­îc sinh ra bëi c¸c bät ë trªn c¸nh. Danh tõ “x©m thùc” xuÊt ph¸t tõ tiÕng Latinh “Cavitas” (kho¶ng kh«ng) do Фpyg ®Ò x­íng. X©m thùc lµ sù ph¸ huû tÝnh liªn tôc cña chÊt láng kÌm theo viÖc xuÊt hiÖn trªn mÆt vËt thÓ c¸c hèc chøa ®Çy h¬i n­íc hoÆc kh«ng khÝ. X©m thùc xuÊt hiÖn ë nh÷ng ®iÓm, mµ t¹i ®ã ¸p suÊt côc bé gi¶m ®¸ng kÓ khi chÊt láng chuyÓn ®éng. Khi ¸p suÊt trong chÊt láng nhá h¬n trÞ sè tíi h¹n PKP th× t¹i ®iÓm ®ã h×nh thµnh mét hèc chøa ®Çy h¬i n­íc vµ kh«ng khÝ. Khi dßng ch¶y bao quanh vËt c¶n r¾n ta dÔ dµng nhËn thÊy hiÖn t­îng nµy nhÊt. §èi víi tµu thuû hiÖn t­îng x©m thùc cã thÓ x¶y ra trªn thiÕt bÞ ®Èy vµ trªn vËt nh« (b¸nh l¸i, gi¸ ®ì trôc chong chãng). KÝch th­íc vµ sè l­îng hèc phô thuéc vµo h×nh d¹ng bät vµ møc ®é ph¸t triÓn x©m thùc. H×nh d¹ng bät x©m thùc rÊt kh¸c nhau vµ cã thÓ chia ra thµnh nh­ng d¹ng sau: Bät xo¸y – lµ h×nh d¹ng x©m thùc mµ trong qu¸ tr×nh cña nã c¸c hèc ë c¸c bät ®¬n lÎ hoÆc liªn tôc. KiÓu x©m thùc nµy b»ng m¾t th­êng cã thÓ tr«ng thÊy nh÷ng xo¸y tù do. C¸c bät n»m trong c¸c lâi cña c¸c xu¸y tù do. Sîi bät – lµ lo¹i x©m thùc, mµ trong qu¸ tr×nh t¸c ®éng nã t¹o ra c¸c hèc theo d¹ng c¸c bät trßn h×nh cÇu biÖt lËp hoÆc nh÷ng bät li ti gÇn nh­ h×nh cÇu di chuyÓn däc bÒ mÆt vËt thÓ. Mµng sîi – lµ lo¹i x©m thùc, mµ trong qu¸ tr×nh t¸c ®éng nã t¹o ra c¸c hèc liªn tôc cã cÊu tróc d¹ng thuû tinh cè ®Þnh trªn bÒ mÆt vËt thÓ. ë phÇn ®u«i vËt thÓ tån t¹i mét vïng kh«ng æn ®Þnh, cã thÓ tr«ng thÊy dßng n­íc ng­îc. D¹ng x©m thùc kiÓu bät xo¸y hoÆc sîi bät nã ®Æc tr­ng cho giai ®o¹n thø nhÊt cña x©m thùc. Nh­ trªn ®· nãi, sù xuÊt hiÖn x©m thùc cã liªn quan ®Õn sù ph¸ huû tÝnh liªn tôc cña chÊt láng. §èi víi chÊt láng nguyªn chÊt, c¸c phÇn tö cña chóng liªn kÕt víi nhau rÊt chÆt chÏ ®Õn nçi ®Ó ph¸ vì nã cÇn ph¶i cã c­êng ®é 200 ¸ 300.104 Pa. Tuy nhiªn c¸c chÊt láng thùc th× liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö kÐm chÆt chÏ h¬n. Nguyªn nh©n c¬ b¶n lµ do trong chóng cã c¸c chÊt khÝ kh«ng hoµ tan ®ãng vai trß h¹t nh©n x©m thùc. Sù tån t¹i trong chÊt láng c¸c bät kh«ng hoµ tan cã thÓ gi¶i thÝch r»ng c¸c bät lín bung lªn bÒ mÆt chÊt láng, cßn c¸c bät li ti tån t¹i do sù t­¬ng t¸c cña c¸c lùc c¨ng bÒ mÆt. HiÖn cã nhiÒu gi¶ thiÕt ®Ó gi¶i thÝch mÇm mèng cña x©m thùc, trong ®ã cã ®Þnh ®Ò th­êng gÆp do Е.Гаръе ®Ò xuÊt, theo ®Þnh ®Ò ®ã th× h¹t nh©n cña chÊt khÝ n»m gÇn bÒ mÆt kh«ng thÊm ­ít cña nh÷ng vËt r¾n. Do kh«ng ®­îc thÊm ­ít nªn biªn ng¨n c¸ch 131
  2. h­íng ®é låi vÒ phÝa hèc kh«ng khÝ vµ lùc c¨ng bÒ mÆt cã thÓ æn ®Þnh ®­îc c¸c h¹t nh©n x©m thùc. ¸p suÊt h¬i n­íc b·o hoµ, mµ ®­îc lÊy lµm ¸p suÊt tíi h¹n phô thuéc vµo nhiÖt ®é cña n­íc (b¶ng 18.1) B¶ng 18.1. ¸p suÊt h¬i n­íc b·o hoµ khi nhiÖt ®é thay ®æi. o C 0 5 10 15 20 30 40 50 60 100 610 870 1220 1700 2320 4280 7350 12280 19850 101000 Pv,Pa B©y giê ta xÐt ®­êng dßng trong chÊt láng ch¶y qua ®iÓm cña vËt thÓ, mµ t¹i ®ã xuÊt hiÖn x©m thùc khi dßng ch¶y cã mét tèc ®é nµo ®ã. ChØ sè “0” dµnh cho c¸c th«ng sè dßng ch¶y cña chÊt láng kh«ng bÞ c¶m øng. ChØ sè “1” cho c¸c th«ng sè cña dßng ch¶y ë ®iÓm n»m trªn mÆt vËt thÓ. Trong tr­êng hîp nµy ph­¬ng tr×nh BÐcnuli viÕt d­íi d¹ng: rv02 rv 1 2 P0 + = P1 + (18.1.1) 2 2 §æi ph­¬ng tr×nh sang d¹ng: P0 - P1 v12 = 2 -1 (18.1.2) rv02 v0 2 Ta ký hiÖu vÕ ph¶i lµ p . HÖ sè gi¶m ¸p suÊt p cã thÓ biÓu diÔn b»ng tæng cña hai sè h¹ng. P0 - Pv P1 - Pv p= - (18.1.3) rv02 rv02 2 2 ( ) TrÞ sè s = (P - Pv ) / r v 2 / 2 gäi lµ sè x©m thùc. TrÞ sè nµy lµ tiªu chuÈn c¬ b¶n ®Ó x©y dùng m« h×nh x©m thùc. Ta viÕt c«ng thøc (18.1.3) d­íi d¹ng p = s 0 - s M , trong ®ã: P0 - Pv s0 = - sè x©m thùc cña dßng ch¶y rv02 / 2 P -P sM = 1 2 v - sè x©m thùc côc bé (18.1.4) rv0 / 2 V× hiÖn t­îng x©m thùc x¶y ra vµo thêi ®iÓm khi ¸p suÊt t¹i ®iÓm ®· cho cña dßng ch¶y b»ng ¸p suÊt h¬i n­íc b·o hoµ P1 = Pv, nªn viÖc xuÊt hiÖn x©m thùc øng víi trÞ sè sM =0. NÕu vµo thêi ®iÓm xuÊt hiÖn x©m thùc s M = 0 th× ®iÒu kiÖn ®Ó x¶y ra x©m thùc lµ s 0 = p , nghÜa lµ sè x©m thùc cña dßng ch¶y b»ng hÖ sè gi¶m ¸p suÊt. Nh­ vËy x©m thùc cã thÓ x¶y ra theo sè x©m thùc bÊt kú, nã sÏ cµng cao khi hÖ sè gi¶m ¸p suÊt cµng lín. Sè x©m thùc kh«ng ph¶i lµ tiªu chuÈn duy nhÊt ®Ó lËp m« h×nh x©m thùc, ®Æc biÖt ë nh÷ng hèc dµi vµ dÇy cÇn ph¶i chó ý ®Õn c¶ ¶nh h­ëng cña sè Fr. Khi nghiªn cøu c¸c hèc, mµ c¸c biªn cña nã cã ®é cong lín cÇn ph¶i chó ý ®Õn ¶nh h­ëng cña c¸c lùc mao dÉn (sè bedep). Tuy vËy ®èi víi thiÕt bÞ ®Èy kh«ng cÇn ph¶i chó ý ®Õn c¸c tiªu chuÈn nµy. Bµi to¸n kh¸ phøc t¹p vÒ x©m thùc lµ ¶nh h­ëng cña sè Re, v× nã lµ th«ng sè chñ yÕu ®Ó x¸c ®Þnh chÕ ®é dßng ch¶y trong líp biªn, nhÊt lµ sù thay ®æi cña sè Re cã ¶nh h­ëng tíi ¸p suÊt t¹i ®iÓm ®· cho cña dßng ch¶y. 132
  3. 18.2. X©m thùc khi dßng n­íc bao c¸c mÆt chÞu lùc vµ c¸c thiÕt bÞ ®Èy tµu. Khi x©m thùc h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn trªn c¸c c¸nh chÞu lùc, mµ chóng lµ nh÷ng c¸nh chong chãng ta sÏ thÊy ®­îc ¶nh h­ëng cña nã ®èi víi lùc n©ng cña c¸nh. B©y giê ta xÐt biÓu ®å ¸p suÊt trªn mÆt c¸nh kh«ng bÞ x©m thùc. Ta cho hÖ sè gi¶m ¸p suÊt mang trÞ sè d­¬ng khi ¸p suÊt gi¶m, cßn trÞ sè ©m khi ¸p suÊt t¨ng (Xem H18.1). Râ rµng biÓu ®å ¸p suÊt cho c¸nh kh«ng bÞ x©m thùc kh«ng phô thuéc vµo tèc ®é dßng bao nã. Khi xuÊt hiÖn x©m thùc, ch¼ng h¹n t¹i mét ®iÓm A nµo ®ã trªn mÆt hót cña pr«phin, ¸p suÊt t¹i ®ã b»ng Pv vµ khi tèc ®é dßng bao t¨ng lªn trÞ sè cña nã vÉn kh«ng thay ®æi. H×nh 18.1. BiÓu ®å thay ®æi ¸p suÊt khi x©m thùc po - ¸p suÊt trong dßng ch¶y vo - tèc ®é dßng ch¶y s1 < s2 < s3 - C¸c sè x©m thùc H×nh 18.2. Sù phô thuéc cña hÖ sè CY vµo sè x©m thùc s khi a = const. H×nh 18.3. Sù phô thuéc c¶ hÖ sè CY H×nh 18.4. Sù phô thuéc cña hÖ sè Cx vµo gãc tíi a. vµo sè x©m thùc s khi a = const. ë giai ®o¹n ®Çu cña sù ph¸t triÓn x©m thùc diÖn tÝch biÓu ®å gi¶m ¸p suÊt hÇu nh­ kh«ng thay ®æi (Xem H18.1) vµ ®«i khi vÉn t¨ng lªn. Khi x©m thùc tiÕp tôc ph¸t triÓn, hèc x©m thùc sÏ lan réng vµ bao trïm lªn toµn bé mÆt hót cña c¸nh, diÖn tÝch nµy b¾t ®Çu gi¶m xuèng. V× diÖn tÝch biÓu ®å gi¶m ¸p suÊt x¸c ®Þnh trÞ sè cña hÖ sè lùc n©ng CY, nªn x©m thùc cµng ph¸t triÓn hÖ sè nµy cµng gi¶m. 133
  4. H×nh 18.5. S¬ ®å bè trÝ c¸c hèc trªn pr«fin. H×nh 18.2 chØ sè ë mét gãc tíi x¸c ®Þnh th× sù thay ®æi cña hÖ sè lùc n©ng hoµn toµn phô thuéc vµo sè x©m thùc s. PhÇn ph¶i cña ®å thÞ lµ c¸c ®o¹n n»m ngang cña c¸c ®­êng cong øng víi tr­êng hîp kh«ng x©m thùc vµ giai ®o¹n ®Çu cña nã. PhÇn tr¸i cña ®å thÞ lµ c¸c ®o¹n cong, nã thay ®æi theo quy luËt gÇn tuyÕn tÝnh, ®Æc tr­ng cho x©m thùc ph¸t triÓn. Ngay tr­íc ®iÓm h¹ thÊp cña hÖ sè lùc n©ng cã thÓ quan s¸t ®­îc mét l­îng t¨ng nµo ®ã cña hÖ sè nµy, v× nã liªn quan víi tÝnh chÊt thay ®æi ¸p suÊt nãi trªn. TrÞ sè CY chØ t¨ng trªn c¸nh cã d¹ng pr«phin kh«ng ®èi xøng. Theo thÝ nghiÖm th× khi kh«ng cã x©m thùc vµ trong giai ®o¹n ®Çu cña nã c¸c hÖ sè lùc n©ng sÏ t¹o thµnh mét ®­êng cong, cßn khi x©m thùc ph¸t triÓn mçi mét ®­êng cong sÏ øng víi mét sè x©m thùc (Xem H18.3). Khi gãc tíi kh«ng ®æi hÖ sè lùc c¶n CX h¬i t¨ng lªn trong giai ®o¹n ®Çu cña x©m thùc vµ gi¶m xuèng khi x©m thùc tiÕp tôc ph¸t triÓn (Xem H18.4). Trong tÊt c¶ c¸c chÕ ®é x©m thùc, chÊt l­îng ng­îc cña c¸nh vÉn t¨ng. Theo vÞ trÝ cña c¸c hèc x©m thùc trªn pr«phin c¸nh ta cã thÓ ph©n thµnh c¸c chÕ ®é nh­ sau: Khi gãc tíi lín vµ cã gi¸ trÞ d­¬ng, c¸c hèc trªn pr«phin cã mÐp ®¹p nhän, ®Òu b¾t nguån ngay gÇn mÐp ®ã (Xem H18.5.a). Trªn c¸c pr«phin ®Çu l­în trßn vµ øng víi nh÷ng gãc tíi bÐ th× c¸c hèc ®Òu b¾t nguån ë phÇn gi÷a cña pr«phin (Xem H18.5.b). C¸c gãc tíi øng víi c¸c chÕ ®é (Xem H18.5.b) ®­îc gäi lµ gãc ®¹p kh«ng vÊp. Víi nh÷ng gãc tíi cã gi¸ trÞ ©m vµ bÐ, thËm chÝ c¶ nh÷ng gãc tíi b»ng kh«ng, th× trªn c¸c pr«phin cã ®é cong lín c¸c hèc xuÊt hiÖn cïng mét lóc ë phÇn gi÷a cña mÆt hót còng nh­ ë mÆt ®¹p (Xem H18.5.c). Cuèi cïng ë nh÷ng gãc tíi ©m vµ lín ng­êi ta quan s¸t ®­îc x©m thùc trïm lªn mÆt ®¹p cña c¸nh vµ b¾t ®Çu tõ mÐp ®¹p (Xem H18.5.d). Nghiªn cøu mèi quan hÖ gi÷a vïng xuÊt hiÖn x©m thùc vµ c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc cña pr«phin ta kh¼ng ®Þnh r»ng sù x©m thùc xuÊt hiÖn trªn mÆt ®¹p cña pr«phin gi¶m ®¸ng kÓ hÖ sè lùc n©ng CY vµ ®«i khi thay ®æi c¶ dÊu. Víi c¸c chÕ ®é t­¬ng tù hÖ sè chÊt l­îng ng­îc cña c¸nh t¨ng lªn kh¸ m¹nh. TrÞ sè nhá nhÊt cña hÖ sè chÊt l­îng ng­îc cña pr«phin ®· biÕt ng­êi ta vÉn quan s¸t ®­îc ë nh÷ng gãc tíi d­¬ng vµ bÐ. Tiªu chuÈn chÝnh ®Ó x¸c ®Þnh thêi ®iÓm xuÊt hiÖn vµ ph¸t triÓn x©m thùc cña chong chãng lµ sè x©m thùc, mµ ®èi víi phÇn tö c¸nh nã ®­îc t×nh theo tèc ®é côc bé cña dßng bao c¸nh chong chãng. Tèc ®é dßng bao phÇn tö c¸nh n»m ë b¸n kÝnh r, ch­a ®Ó ý ®Õn c¸c tèc ®é c¶m øng bëi chong chãng ®­îc viÕt d­íi d¹ng: v r = v A + (2prn ) 2 2 (18.2.1) Lóc nµy sè x©m thùc cña phÇn tö c¸nh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 134
  5. P0 - Pv 1 sS = = s0 (18.2.2) 1 + (pr / J ) rv0 / 2 2 2 Trong ®ã s0 – sè x©m thùc tÝnh theo tèc ®é tiÕn cña chong chãng. Gi÷a c¸c sè x©m thùc sS vµ s0 còng nh­ thêi ®iÓm xuÊt hiÖn x©m thùc kh«ng cã mèi quan hÖ rµng buéc; c¸c sè x©m thùc øng víi thêi ®iÓm xuÊt hiÖn x©m thùc phô thuéc vµo ®Æc tÝnh h×nh häc vµ c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña chong chãng. V× vËy sè x©m thùc cho phÐp x¸c ®Þnh ®­îc ®Æc ®iÓm ph¸t triÓn x©m thùc chØ cho hai chong chãng ®ång d¹ng h×nh häc còng nh­ lµm viÖc trong c¸c chÕ ®é t­¬ng tù. X©m thùc cña chong chãng b¾t ®Çu xuÊt hiÖn t¹i nh÷ng ®iÓm cã sè l­îng gi¶m ¸p suÊt lín nhÊt. C¸c ®iÓm nµy th­êng kh«ng n»m trªn b¶n th©n c¸c c¸nh, mµ ë trong c¸c lâi cña c¸c xo¸y tù do t¸ch khái c¸c ®Ønh c¸nh. Nh­ vËy tr­íc tiªn x©m thùc xuÊt hiÖn kh«ng ph¶i d¹ng sîi mµ lµ d¹ng xo¸y (Xem H18.1). Cµng t¨ng tèc ®é dßng bao song vÉn gi÷ nguyªn b­íc tiÕn t­¬ng ®èi th× x©m thùc lan réng trªn mÆt hót tõ ®Ønh c¸nh cho ®Õn ch©n c¸nh. Trong ®ã x©m thùc xuÊt hiÖn ë nh÷ng vïng mÐp ®¹p hoÆc ë gi÷a pr«phin vµ dÇn dÇn lan réng tíi mÐp ®¹p hoÆc ë gi÷a pr«phin vµ dÇn dÇn lan réng tíi mÐp tho¸t. Víi trÞ sè tèc ®é nµo ®ã toµn bé mÆt hót cña c¸nh bÞ x©m thùc bao trïm vµ c¸c hèc b¾t ®Çu tr¶i réng qu¸ giíi h¹n cña mÆt ®ã. NÕu viÖc t¨ng tèc ®é ®i ®«i víi viÖc t¨ng b­íc tiÕn t­¬ng ®èi cã thÓ g©y ra x©m thùc trªn mÆt ®¹p. Trong lóc thiÕt kÕ chong chãng ph¶i chän chÕ ®é tÝnh to¸n phï hîp sao cho x©m thùc kh«ng xuÊt hiÖn ë mÆt ®¹p, song Ýt nhÊt lµ trong nh÷ng chÕ ®é lµm viÖc chÝnh cña chong chãng. X©m thùc mÆt hót cña c¸nh cã thÓ ë d¹ng bät hoÆc mµng sîi. Trong nh÷ng tr­êng hîp khi x©m thùc b¾t ®Çu tõ nh÷ng xo¸y ®Ønh vµ tõ mÐp ®¹p th× x©m thùc ®ã th­êng lµ d¹ng mµng sîi. X©m thùc bät vµ ph¸t sinh ë phÇn gi÷a c¸nh th­êng ®Æc tr­ng cho chong chãng. ë giai ®o¹n ®Çu cña x©m thùc kh«ng quan s¸t ®­îc sù thay ®æi c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc cña chong chãng nªn ng­êi ta gäi giai ®o¹n nµy lµ giai ®o¹n thø nhÊt cña x©m thùc. B×nh th­êng ng­êi ta chØ thÊy sù thay ®æi c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc khi x©m thùc hÇu nh­ bao trïm toµn bé mÆt hót cña c¸nh, t­¬ng tù ®­îc gäi lµ giai ®o¹n thø hai. Sù thay ®æi c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc cña chong chãng chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn c¸c hÖ sè CY,CX cña c¸c phÇn tö t¹o nªn c¸nh. HÖ sè chÊt l­îng ng­îc cña phÇn tö c¸nh bÞ x©m thùc lín h¬n tr­êng hîp kh«ng bÞ x©m thùc, dÉn tíi viÖc lµm gi¶m hÖ sè lùc ®Èy, hÖ sè m«men vµ hiÖu suÊt lµm viÖc cña chong chãng. C¸c ®­êng cong lµm viÖc cña chong chãng víi c¸c sè x©m thùc kh¸c nhau (Xem H18.6). H×nh 18.6. C¸c ®­êng cong lµm viÖc H×nh 18.7. Sù phô thuéc cña tèc ®é tµu cña chong chãng x©m thùc. vµ lùc ®Èy cña chong chãng vµo vßng quay cña chong chãng 135
  6. CÇn ph¶i chó ý r»ng gÇn c¸c ®iÓm, mµ t¹i ®ã c¸c hÖ sè lùc ®Èy vµ m«men b¾t ®Çu gi¶m xuèng råi sau ®ã nhÊt thêi t¨ng lªn, nã th­êng ®Æc tr­ng cho c¸c pr«phin kh«ng ®èi xøng, cã thÓ cã l­îng t¨ng côc bé hÖ sè lùc n©ng CY ngay tr­íc lóc b¾t ®Çu gi¶m nã, bëi lÏ cã ¶nh h­ëng cña x©m thùc. Sù thay ®æi c¸c ®­êng cong lµm viÖc cña chong chãng, cô thÓ lµ gi¶m c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc khi bÞ x©m thùc buéc ph¶i t¨ng vßng quay cña chong chãng ®Ó ®¹t ®­îc lùc ®Èy ®· cho. H×nh 18.7 tr×nh bµy sù phô thuéc cña lùc ®Èy, tèc ®é tµu vµo vßng quay khi cã vµ kh«ng cã x©m thùc. Khi x©m thùc ph¸t triÓn m¹nh viÖc t¨ng vßng quay nãi chung cã thÓ kh«ng t¨ng ®­îc lùc ®Èy cña chong chãng vµ tèc ®é tµu. 18.3. TiÕng ån do x©m thùc vµ ®é ¨n mßn chong chãng. Ngay trong giai ®o¹n thø nhÊt cña x©m thùc tiÕng ån t¨ng lªn ®ét ngét khi chong chãng lµm viÖc vµ cã thÓ c¸c c¸nh cña nã b¾t ®Çu bÞ ph¸ huû. B¶n chÊt cña c¸c hiÖn t­îng nµy gÇn nhau vµ cã liªn quan ®Õn ¸p suÊt sinh ra khi c¸c bät x©m thùc bÞ næ vì (næ ®«m ®èp). X©m thùc lµ mét qu¸ tr×nh kh«ng æn ®Þnh, nhê nã ng­êi ta x¸c ®Þnh ®­îc tiÕng ån do x©m thùc g©y nªn. TiÕng ån do x©m thùc, vÒ nguyªn t¾c ®Æc biÖt h¬n c¸c tiÕng ån cã nguån gèc xuÊt xø kh¸c, trong ®ã c­êng ®é cña nã phô thuéc vµo h×nh d¹ng vµ møc ®é ph¸t triÓn x©m thùc. Song song víi tiÕng næ ®«m ®èp cña c¸c bät, nguån gèc cña tiÕng ån x©m thùc lµ sù giao ®éng cña c¸c bät khi chuyÓn ®éng trong tr­êng ¸p suÊt biÕn thiªn. Víi l­îng lÖch pha x¸c ®Þnh so víi sù thay ®æi ¸p suÊt theo chu vi hèc sÏ giao ®éng vµ lµ nguån bøc x¹ rÊt cã hiÖu lùc, trong ®ã hiÖu qu¶ cña nguån nµy cµng cao hµm l­îng kh«ng khÝ cña dßng ch¶y cµng thÊp. Khi hµm l­îng kh«ng khÝ thÊp gÇn mét nöa thÕ n¨ng cña hèc cã thÓ chuyÓn sang n¨ng l­îng ©m thanh. §èi víi c¸c hèc ®¬n ®éc ®­îc coi lµ qu¸ tr×nh x©m thùc c¬ b¶n, ®é bøc x¹ ©m thanh ®­îc ®Æc tr­ng b»ng phæ liªn tôc víi cùc ®¹i n»m ë vïng cã tÇn sè: P¥ 1 fm = (18.3.1) d0 P Trong ®ã: d0 – kÝch th­íc lín nhÊt cña hèc. Nh­ ®· thÊy tõ c«ng thøc, khi t¨ng c¸c kÝch th­íc cña hèc cùc ®¹i sÏ dêi vµo vïng tÇn sè thÊp. Phæ cho biÕt trong vïng tÇn sè thÊp th× l­îng ©m thanh 6 – 12 dB cho mét octa, vµ trong vïng tÇn sè cao (102 KHz vµ cao h¬n) l­îng gi¶m ©m thanh kh«ng ®­îc qu¸ 6 dB cho mét octa. C¸c tÝnh to¸n bøc x¹ ©m thanh do x©m thùc cho thÊy r»ng d·y kh«ng ®iÒu hoµ cña c¸c qu¸ tr×nh x©m thùc c¬ b¶n cã cïng phæ nh­ phæ cña hèc ®¬n ®éc. Sù phô thuéc cña tiÕng ån x©m thùc tíi tèc ®é tµu cã tÝnh chÊt phøc t¹p. Theo c¸c sè liÖu tÝnh to¸n trong giai ®o¹n ®Çu x©m thùc l­îng t¨ng ©m thanh khi t¨ng tèc ®é tµu vµ khi x©m thùc ph¸t triÓn cã thÓ x¶y ra hiÖn t­îng b·o hoµ vµ gi¶m møc ®é tiÕng ån mét l­îng nµo ®ã (Xem H18.8). Tèc ®é tµu vSK, mµ t¹i ®ã b¾t ®Çu x¶y ra hiÖn t­îng x©m thùc chong chãng cã thÓ x¸c ®Þnh theo c¸c ®å thÞ x©m thùc. §Ó ®¸nh gi¸ gÇn ®óng ta cã thÓ dïng c«ng thøc: 1 + 0 ,1h0 v SK = 28 ( ) (18.3.2) 2 1+ p J 136
  7. Trong ®ã: h0 - §é ngËp s©u cña trôc chong chãng d­íi mÆt n­íc tù do (Xem H18.9) H×nh 18.8. Sù t¨ng møc ®é tiÕng ån do H×nh 18.9. S¬ ®å x¸c ®Þnh tèc ®é tíi x©m thùc h¹n. tÝnh to¸n thÝ nghiÖm §Ó ®¸nh gi¸ møc tæng hîp chung cña tiÕng ån x©m thùc trong suèt giíi h¹n tÇn sè tõ 0,1 KHz cã thÓ sö dông c«ng thøc: Lf > 0,1 = 91 + lgv + 10lg(ZpZ/4) (18.3.3) Trong ®ã v = 0 ,514 1 + (p J )v S - tèc ®é dßng bao c¸c ®Ønh c¸nh. 2 Theo ®Þnh luËt gi¶m møc phæ ©m thanh khi t¨ng tÇn sè ®Æc tr­ng cho tiÕng ån x©m thùc, møc ®é tæng hîp chung Lf > 0,1 cã liªn quan ®Õn mËt ®é phæ b»ng c«ng thøc: G = Lf > 0,1 +2,0 + 20 lgf (18.3.4) Sù x©m thùc c¸nh chong chãng ®· g©y lªn hiÖn t­îng rç x©m thùc. Nã lµ sù x©m ph¹m côc bé bÒ mÆt c¸nh chong chãng, ph¸t ra c¸c mµu tùa mµu bÞ «xi ho¸. Sau ®ã xuÊt hiÖn c¸c lç ch©m kim vµ khe r·nh lµm t¨ng ®é nh¸m bÒ mÆt – vÕt rç xuÊt hiÖn. TiÕp tôc trªn c¸nh h×nh thµnh c¸c lç s©u vµ tõ ®ã b¾t ®Çu cµo ra nh÷ng mÈu kim lo¹i. Khi rç ph¸t triÓn m¹nh nã cã thÓ t¹o nªn lç xuyªn suèt vµ c¸nh hoµn toµn bÞ ph¸ vì. Ng­êi ta ®· biÕt nh÷ng tr­êng hîp víi sù x©m ph¹m t­¬ng tù x¶y ra trong kho¶ng 8 – 10 giê lµm viÖc cña chong chãng. Theo vÞ trÝ trªn c¸nh ta cã thÓ ph©n ra ba kiÓu rç: Rç ch©n c¸nh – n»m ë c¸c mÆt c¾t s¸t ch©n trªn mÆt hót hoÆc ®¹p cña c¸nh vµ ®«i khi trïm lªn c¶ cñ. Rç xuÊt hiÖn theo d¹ng khe r·nh víi ®é dµi t­¬ng ®èi lín (tíi 60 ¸ 80% chiÒu dµi cña mÆt c¾t s¸t ch©n). Rç mÐp – s¶y ra ë khu vùc cña c¸c mÐp tho¸t hoÆc ë c¸c mÆt c¾t s¸t ®Ønh. Rç tr«ng thÊy ë d¹ng vÕt mÎ mÐp hoÆc c¸c lç thñng xuyªn suèt. Rç vµnh (chu vi) – n»m trªn c¸c mÆt c¾t theo chu vi ë phÝa mÆt hót vµ ®¹p theo d¹ng vÕt lâm ®¬n ®éc hoÆc d¶i lâm. C­êng ®é ph¸t triÓn rç lo¹i nµy th­êng thÊp h¬n rç s¸t ch©n, nh­ng do chiÒu dµy cña c¸c mÆt c¾t ë nh÷ng b¸n kÝnh s¸t ®Ønh bÐ nªn cã thÓ gÆp nguy hiÓm ®¸ng kÓ. Rç do x©m thùc gi¶m bít thêi gian khai th¸c cña chong chãng nªn viÖc nghiªn cøu b¶n chÊt vËt lý vµ t×m biÖn ph¸p phßng chèng nã ph¶i ®­îc hÕt søc quan t©m. HiÖn nay mét ®Þnh ®Ò ®­îc mäi ng­êi chÊp nhËn vÒ b¶n chÊt c¬ tÝnh cña hiÖn t­îng rç, theo ®Þnh ®Ò nµy sù x©m ph¹m lµ hËu qu¶ bµo mßn kim lo¹i d­íi t¸c dông cña c¸c ¸p suÊt cao khi c¸c bät bÞ vì. Sù x©m ph¹m diÔn ra trong vïng khÐp kÝn cña hèc x©m thùc, trong ®ã c­êng ®é cña nã t¨ng lªn khi kÝch th­íc cña hèc giao ®éng theo thêi gian do gãc tíi thay ®æi hoÆc v× nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c. HiÖn nay cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p phßng chèng x©m thùc chong chãng. Ph­¬ng ph¸p hiÖn h÷u nhÊt lµ chÕ t¹o nh÷ng chong chãng b»ng nh÷ng vËt liÖu cã tÝnh chÞu rç cao nhÊt. 137
  8. Tuy nhiªn trong thùc tÕ viÖc t¨ng søc bÒn vËt liÖu chØ cã t¸c dông khi qu¸ tr×nh rç cã c­êng ®é yÕu. V× vËy ph­¬ng ph¸p phßng chèng rç m¹nh chñ yÕu vÉn lµ c¸ch hiÖu chØnh c¸c yÕu tè h×nh häc cña chong chãng. Cô thÓ sù hiÖn diÖn cña c¸c vÕt rç thñng trªn mÆt ®¹p lµ do ®é cong thõa hoÆc b­íc qu¸ bÐ. Trong tr­êng hîp nµy viÖc gi¶m ®é cong vµ t¨ng b­íc kh«ng nh÷ng tr¸nh ®­îc rç thñng mµ cßn cã kh¶ n¨ng thªm hiÖu suÊt cña chong chãng. Rç mÆt hót cña c¸nh cã thÓ tr¸nh ®­îc b»ng c¸ch t¨ng thªm x©m thùc cho c¸nh, nghÜa lµ cho x©m thùc bao trïm hÕt toµn bé c¸nh b»ng c¸ch gi¶m chiÒu réng cña nã. Khi kh«ng thÓ gi¶m ®­îc tû sè ®Üa, còng cã thÓ lµm yÕu rç b»ng c¸ch gi¶m kÝch th­íc cña hèc, viÖc nµy vÉn nhËn ®­îc b»ng c¸ch t¨ng sè l­îng c¸nh. Rç ch©n ë mÆt hót th­êng kh«ng thÓ tr¸nh ®­îc nÕu c¸nh chong chãng cã ®é nghiªng lín. V× thÕ ®Ó chèng rç ng­êi ta ¸p dông c¸c lç chèng rç (Xem H18.10) ®Ó t¨ng thªm x©m thùc vµ cho hèc v­ît qu¸ giíi h¹n cña c¸nh. B»ng c¸ch ®ã tr¸nh ®­îc vÕt rç thñng m¹nh nhÊt. §Ó tr¸nh rç thñng ng­êi ta còng lîi dông c¸ch cung cÊp kh«ng khÝ cho c¸c hèc, nã sÏ c¶n ph¸ ®­îc qu¸ tr×nh vì hèc. BiÖn ph¸p lµm gi¶m bít rç cã hiÖu qu¶ lµ san ®Òu H×nh 18.10. Lç chèng rç. tr­êng ¸p suÊt ë ®Üa chong chãng, tÝnh chÊt nµy ph¶i ®­îc chó ý khi gia c«ng lÇn cuèi c¸c vËt nh«. Trong nh÷ng tr­êng hîp khi kh«ng thÓ tr¸nh ®­îc rç cã hiÖu qu¶ cÇn ph¶i x¸c ®Þnh thêi h¹n sö dông an toµn cña chong chãng. Do ®ã cÇn ph¶i x©y dùng c¸c tiªu chuÈn vµ c¸c ph­¬ng ph¸p mµi s¹ch rç ë chong chãng. C¸c tiªu chuÈn nãi trªn xuÊt ph¸t tõ ®Ò nghÞ lµ chong chãng cã thÓ khai th¸c kh«ng cÇn söa ch÷a cho tíi lóc vÕt thñng rç ch­a ®¹t tíi nöa chiÒu dµy cña c¸nh. Khi dù ®o¸n c¸c h­ háng v× rç ng­êi ta dùa vµo kÕt qu¶ ®o chiÒu s©u vÕt rç thñng sau mét chu kú khai th¸c quy ®Þnh cña chong chãng. CÇn chó ý r»ng viÖc hµn ®¾p c¸c vÕt thñng sÏ ¶nh h­ëng sÊu tíi c¬ tÝnh cña vËt liÖu c¸nh, vµ khi v¸ ®i v¸ l¹i nhiÒu lÇn dÔ x¶y ra nguy hiÓm v× gÉy c¸nh.V× vËy kh«ng nªn tiÕn hµnh c«ng viÖc söa ch÷a tr­íc thêi h¹n nh÷ng lç thñng bÐ nhá kh«ng ®¸ng kÓ. 18.4. Dù ®o¸n x©m thùc chong chãng. H×nh 18.11. S¬ ®å èng thö x©m thùc. 138
  9. Ph­¬ng ph¸p dù ®o¸n x©m thùc chong chãng cã hiÖu qu¶ nhÊt lµ thö m« h×nh trong èng thö hoÆc bÓ thö x©m thùc. èng thö x©m thùc (Xem H18.11) lµ mét èng h×nh vßng khÐp kÝn, kÝn khÝ, kÝn n­íc víi mÆt c¾t biÕn ®æi vµ ®Æt th¼ng ®øng. Trong kªnh n»m ngang cao nhÊt cña èng bè trÝ ®o¹n thao t¸c 1, ë ®ã trªn trôc n»m ngang ng­êi ta l¾p m« h×nh chong chãng cÇn thö. Trong ®o¹n thao t¸c, t¹i ®©y èng cã mÆt c¾t ngang nhá nhÊt, tèc ®é dßng ch¶y lín nhÊt, cßn ¸p suÊt vµ sè x©m thùc nhá nhÊt. §o¹n c«ng t¸c ®­îc khoÐt miÖng vµ c¸c cöa sæ ®Ó l¾p r¸p vµ theo dâi m« h×nh. Ngay sau ®o¹n thao t¸c theo dßng ch¶y xuèng phÝa d­íi ®Æt ®o¹n èng khuÕch t¸n 2, mÆt c¾t cña nã t¨ng ®Òu theo h­íng dßng ch¶y, nghÜa lµ ë ®©y ¸p suÊt t¨ng vµ tèc ®é gi¶m. Khuûu l­în trßn thø 3 ®¶m b¶o viÖc chuyÓn tiÕp tõ kªnh n»m ngang sang kªnh th¼ng ®øng cña èng, ngoµi ra ng­êi ta luån vµo èng trôc m« h×nh chong chãng 4. PhÇn th¼ng ®øng 5 cã thÓ cã d¹ng h×nh trô hoÆc chãp côt (tuú theo kÕt cÊu cña èng khuÕch t¸n). Qua khuûu l­în thø hai 6 th­êng luån trôc vµnh c¸nh b¬m 8 n»m ë ®o¹n n»m ngang d­íi cïng 7. ViÖc bè trÝ b¬m ë phÇn d­íi cña èng ph¶i cè g¾ng sao tr¸nh ®­îc c¸nh b¬m khái x©m thùc v× ë ®ã ¸p suÊt t¨ng cao. Kªnh n»m ngang ®­îc ®Êu vµo khuûu 3 cña èng 9. Sau khuûu thø ba ®o¹n th¼ng ®øng cuèi cïng th­êng cã d¹ng h×nh trô trßn, nh­ng trong mét sè tr­êng hîp bé khuÕch t¸n vÉn kÐo dµi lªn c¶ ®o¹n èng ®ã. Sau khuûu thø t­ 10 lµ ®o¹n n»m ngang 11, mµ ë ®Çu cuèi ®­îc l¾p bé n¾n dßng ®Ó tr¸nh dßng bÞ cuén vµ ®Ó lµm ®ång ®Òu dßng n­íc ®ã. Gi÷a bé n¾n dßng vµ ®o¹n thao t¸c ®Æt mét èng loe 14 (bé khuÕch t¸n) cã mÆt c¾t thay ®æi ®ét ngét däc theo chiÒu dµi. Chøc n¨ng cña èng loe lµ ®¶m b¶o ®é ®ång ®Òu cña dßng ch¶y, t¨ng tèc ®é cña dßng vµ gi¶m ¸p suÊt tÜnh. Trong vïng khuûu thø nhÊt ®Æt thiÕt bÞ ®o trªn dÇm hÉng ®Ó theo dâi c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc cña chong chãng. Trong thiÕt bÞ ®ã gåm cã thiÕt bÞ ®o lùc ®Èy vµ m«men trªn trôc chong chãng vµ ®ång hå ®o vßng quay. Còng trªn dÇm hÉng ®ã hoÆc trªn bÖ riªng ®Æt ®éng c¬ ®iÖn ®Ó quay m« h×nh chong chãng. Nh­ trªn ®· nãi, tiªu chuÈn c¬ b¶n ®Ó lËp m« h×nh x©m thùc lµ sè x©m thùc s. Trong èng x©m thùc tèc ®é ®­îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch thay ®æi vßng quay cña b¬m, cßn ®iÒu chØnh b»ng c¸ch t¹o ra ch©n kh«ng trong hÇm ®Æc biÖt 12 n»m ë khuûu thø ba. Trong qu¸ tr×nh thö m« h×nh ng­êi ta tiÕn hµnh c«ng viÖc ®o lùc ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc cña chong chãng khi cã x©m thùc vµ ghi ®iÓm khëi ®Çu cña giai ®o¹n x©m thùc thø hai, ®ång thêi quan s¸t b»ng m¾t thêi gian h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn x©m thùc. C¸c ®ît thö ®Ó ®o lùc th­êng ®­îc tiÕn hµnh khi cho tèc ®é dßng ch¶y trong èng x©m thùc cè ®Þnh vµ sè x©m thùc kh¸c nhau, mµ chóng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thiÕt bÞ t¹o ch©n kh«ng ®Æt ë ®o¹n thao t¸c cña èng(Xem H18.11). §«i khi c¸c ®ît thö ®­îc tiÕn hµnh víi vßng quay cè ®Þnh vµ tèc ®é dßng thay ®æi. Trong tr­êng hîp nµy sè x©m thùc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: 2(P0 - Pv ) sn = (18.4.1) rn 2 D 2 Song song víi c¸c ®ît thö lùc ng­êi ta cßn theo dâi b»ng m¾t ®Ó x©y dùng c¸c ®å thÞ x©m thùc, d¹ng cña ®å thÞ ®ã (Xem H18.12). Nh¸nh tr¸i cña ®å thÞ øng víi b­íc tiÕn bÐ cña chong chãng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng x©m thùc kiÓu H×nh 18.12. §å thÞ xo¸y hoÆc x©m thùc ë mÆt hót gÇn mÐp ®¹p cña c¸nh. PhÇn x©m thùc thÊp nhÊt cña ®å thÞ th­êng ®Æt c¨n bËc hai cña sè x©m thùc tÝnh to¸n tíi h¹n st; ®­îc tÝnh: thÝ nghiÖm 139
  10. 2(P0 - Pv ) st = (18.4.2) rp 2 n 2 D 2 Tõ ®å thÞ ta thÊy sè x©m thùc tíi h¹n phô thuéc kh¸ nhiÒu vµo chÕ ®é lµm viÖc cña chong chãng. Khi x©y dùng ®å thÞ x©m thùc th­êng ng­êi ta gi¶ thiÕt chÕ ®é lµm viÖc cña chong chãng theo b­íc tiÕn t­¬ng ®èi vµ thay ®æi sè x©m thùc b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ¸p suÊt trong èng x©m thùc. Nh­ vËy, vÒ nguyªn t¾c h×nh ¶nh cña x©m thùc kh«ng ghi theo thêi ®iÓm xuÊt hiÖn mµ ghi theo sù biÕn mÊt x©m thùc d¹ng nµy hoÆc d¹ng kh¸c. Qua c¸c ®ît thö lùc kÕt hîp víi quan s¸t b»ng m¾t cho phÐp nhËn ®­îc c¸c sè liÖu sau ®©y cÇn cho viÖc thiÕt kÕ vµ tÝnh chong chãng: Thêi ®iÓm xuÊt hiÖn x©m thùc vµ tÝnh chÊt ph¸t triÓn cña nã khi t¨ng tèc ®é cña tµu (giai ®o¹n thø nhÊt). Thêi gian b¾t ®Çu thay ®æi c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc do ¶nh h­ëng cña x©m thùc (giai ®o¹n thø hai). C¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc cña chong chãng khi x©m thùc ph¸t triÓn ë c¸c møc ®é kh¸c nhau. MÆc dï ë giai ®o¹n thø nhÊt cña x©m thùc, ¶nh h­ëng cña nã tíi c¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng lùc vÉn ch­a xuÊt hiÖn, nh­ng d¹ng x©m thùc nµy vÉn nguy hiÓm, vÒ mÆt rç vµ ån còng nh­ t¨ng thªm giao ®éng. V× vËy trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ cÇn ph¶i cã biÖn ph¸p ®Ó x©m thùc kh«ng s¶y ra trong c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña chong chãng. V× x©m thùc xuÊt hiÖn do p v­ît qu¸ trÞ sè tíi h¹n nµo ®ã nªn ph¶i gi¶m p . Víi hÖ sè CY ®· biÕt th× ph¶i lµm cho biÓu ®å gi¶m ¸p suÊt rÊt ®ång ®Òu hoÆc gi¶m hÖ sè CY do c¸nh t¹o ra. 18.5. ThiÕt kÕ chong chãng x©m thùc. Khi thiÕt kÕ chong chãng th­êng cho tr­íc lùc ®Èy cÇn thiÕt, v× vËy lùc ®Èy cña phÇn tö c¸nh ph¶i t×m theo c«ng thøc: dT = Z (r 2 )CY bv R cos b i (1 - etgb i )dr 2 (18.5.1) Nh­ vËy hÖ sè CY cã thÓ thay ®æi khi gi÷ nguyªn lùc ®Èy dT chØ b»ng c¸ch t¨ng chiÒu dµi d©y cung b, mµ víi chong chãng nãi chung nã t­¬ng øng víi l­îng t¨ng tû sè ®Üa. Nh÷ng d÷ liÖu vÒ viÖc xuÊt hiÖn vµ ph¸t triÓn x©m thùc vÉn cÇn thiÕt cho viÖc lùa chän tû sè ®Üa. Theo nguyªn t¾c viÖc lùa chän tû sè ®Üa ®Ó lo¹i trõ viÖc xuÊt hiÖn giai ®o¹n thø nhÊt cña x©m thùc cã thÓ thùc hiÖn ®­îc. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®ã c¸c sè liÖu vµ ®iÓm khëi ®Çu giai ®o¹n thø hai cña x©m thùc chong chãng cã ý nghÜa quan träng. HiÖn nay ng­êi ta biÕt ®­îc sè l­îng lín c«ng thøc vµ ®å thÞ ®Ó x¸c ®Þnh tû sè ®Üa kh«ng s¶y ra giai ®o¹n x©m thùc thø hai trong lóc b¾t ®Çu thiÕt kÕ. Trong thùc tÕ ë Nga, ng­êi ta ¸p dông réng r·i c«ng thøc: (1,5 + 0 ,35 Z )T + 0 ,2 AE = (18.5.2) A0 (Pa + rgh0 - Pv )D 2 Z p Trong ®ã: h0 - §é ngËp s©u cña trôc chong chãng d­íi mÆt n­íc tù do. Zp – sè l­îng trôc chong chãng. C«ng thøc nµy cho tû sè ®Üa víi mét l­îng dù tr÷ cÇn thiÕt. Còng nh»m môc ®Ých nµy ta cã thÓ dïng ®å thÞ do M.A Маьлюgоьшй ®Ò nghÞ (Xem H18.13). 140
  11. Trªn ®å thÞ nµy hÖ sè t¶i träng cña chong chãng theo lùc ®Èy øng víi giai ®o¹n thø hai cña x©m thùc ®­îc x©y dùng theo tÝch sè s(AE/A0). Khi sö dông ®å thÞ nµy nªn lÊy hÖ sè t¶i träng tÝnh to¸n víi l­îng dù tr÷ 15 ¸ 20%. Tû sè ®Üa ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸ch nµy ph¶i coi lµ ®¹i l­îng gÇn ®óng bËc nhÊt nªn cÇn ®iÒu chØnh nã trong c¸c giai ®o¹n thiÕt kÕ tiÕp theo. ViÖc sö dông c«ng thøc (18.5.2) vµ ®å thÞ (Xem H18.14) vÉn ch­a ch¾c ®¶m b¶o ®­îc viÖc kh«ng xuÊt hiÖn c¸c d¹ng x©m thùc trªn c¸nh, nhÊt lµ khi nã lµm viÖc trong dßng kh«ng ®ång ®Òu. Nh÷ng béc ph¸t chu kú ®ã võa kh«ng lµm thay ®æi c¬ b¶n c¸c ®Æc tÝnh cña chong H×nh 18.13. §å thÞ ®Ó chãng võa cã thÓ lµ nguån gèc cña tiÕng ån, giao ®éng vµ lùa chän AE/Ao. rç c¸nh. §Ó tr¸nh c¸c hËu qu¶ xÊu ®ã khi thiÕt kÕ chong chãng cÇn ph¶i ®Æc biÖt l­u ý tíi viÖc ®Þnh d¹ng pr«phin cña c¸c c¸nh, x¸c ®Þnh chiÒu réng vµ tû sè b­íc cña chong chãng. Sè x©m thùc øng víi thêi ®iÓm b¾t ®Çu x©m thùc c¸c d¹ng trong dßng ch¶y vµ trªn c¸c c¸nh chong chãng lµm viÖc trong dßng ®ång nhÊt cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng ®å thÞ h×nh 18.14, ®­îc x©y dùng theo c¸c sè liÖu thö hµng lo¹t c¸c m« h×nh trong èng x©m thùc. Chän d¹ng pr«phin c¸nh cã ¶nh h­ëng lín tíi thêi ®iÓm xuÊt hiÖn x©m thùc. ViÖc ¸p dông d¹ng pr«phin cã chiÒu dµy lín nhÊt n»m ë vïng t©m d©y cung pr«phin vÉn ®¶m b¶o tr¸nh ®­îc x©m thùc so víi d¹ng pr«phin hµng kh«ng. ViÖc t¨ng sè l­îng c¸nh trong cïng tû sè ®Üa ®ã sÏ t¨ng chiÒu dµy t­¬ng ®èi cña pr«phin vµ gi¶m c¸c tÝnh chÊt x©m thùc. ViÖc chän ®­êng bao c¸nh h×nh l­ìi ®ao cã kh¶ n¨ng c¶i thiÖn ®­îc c¸c tÝnh chÊt x©m thùc cña chong chãng, mµ ¶nh h­ëng tèt cña nã ®­îc thÓ hiÖn kh¸ râ rµng trong dßng kh«ng ®ång ®Òu. Mét biÖn ph¸p quan träng ®Ó tr¸nh x©m thùc d¹ng xo¸y ta thiÕt kÕ b­íc gi¶m dÇn tíi ®Ønh c¸nh, ®Ó gi¶m bít t¶i träng vµ gi¶m c­êng ®é cña c¸c xo¸y. H×nh 18.14. §å thÞ ®Ó x¸c ®Þnh thêi ®iÓm b¾t ®Çu x©m thùc c¸c d¹ng trªn c¸nh chong chãng xo¸y ®Ønh ë mÆt hót x©m thùc mÐp tõ mÆt ®¹p x©m thùc bät trªn mÆt hót. 141
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2