
книги из ГПНТБ / Пимошенко, А. П. Кавитационные разрушения в малооборотных дизелях
.pdfнута только при внедрении комплекса конструктивных и экс плуатационных мероприятий.
Конструктивные мероприятия предусматривают:
повышение гидростатического давления в системах охлаж
дения двигателей от 2,5 до 3,0 ати за счет переноса расшири тельных цистерн из шахт машинных отделений в кожухи дымовых труб. Это одно из наиболее эффективных средств снижения интенсивности кавитационных разрушений, так как величина разрушений при повышенном давлении незначитель
но зависит от температуры охлаждающей воды, что особенно важно для систем охлаждения эксплуатирующихся дизелей, где отсутствуют терморегуляторы. Кроме того, повышение давле ния в контуре пресной воды способствует стабилизации ее ка
чества благодаря тому, что предотвращаются протечки из кон тура забортной воды;
герметизацию систем охлаждения двигателей путем уста новки гидрозатворов. Она обеспечивает снижение содержания кислорода в охлаждающей воде в 15—17 раз по сравнению с открытыми системами, в результате повышается кавитацион
ная прочность |
воды и |
снижается ее |
химическая |
активность; |
к тому же в |
условиях |
эксплуатации |
установка |
гидрозатвора |
дает возможность своевременно обнаружить поступление отра ботавших газов в систему охлаждения двигателей;
обработку отверстий для выхода охлаждающей воды в блоках двигателей ДМ 650-VBF-90 (ППР типа «Грумант») и 5ДКРН 50/110 (танкеры типа «Певек»), причем делать это следует только в тех двигателях, где обнаружены хотя бы не значительные очаги разрушения блоков;
проверку высоты верхних направляющих поясов у вновь устанавливаемых втулок цилиндров, чтобы не перекрывались отверстия для выхода охлаждающей воды из блока. В случае частичного перекрытия отверстий необходимо произвести соот ветствующую обработку втулок.
Эксплуатационные мероприятия.
Нельзя допускать разгерметизации охлаждающих систем двигателей, так как даже кратковременная разгерметизация приводит к быстрому насыщению воды кислородом до исход ной концентрации.
Качество охлаждающей воды в системах должно соответ ствовать следующим требованиям:
содержание хлоридов — не более 100 мг/л;
общая жесткость — не более 1,5 мг-экв/л- Контроль за качеством воды должен производиться с по
мощью судовых экспресс-лабораторий. В системах охлажде
92
ния следует систематически использовать эмульсионные мас
ляные присадки и |
постоянно |
поддерживать их |
концентрацию |
в пределах 0,5±0,2% от веса воды в системе. |
предупредить |
||
Известно, что в |
процессе |
проектирования |
кавитационные разрушения значительно проще, чем устранить их в период эксплуатации двигателя. Однако действующим ГОСТом 10150—70 «Технические требования на дизели стаци онарные, судовые, тепловозные и промышленного назначения» не предусматривается никаких мер, направленных на пред отвращение кавитационных разрушений втулок и блоков ди зелей со стороны охлаждения.
C января 19,74 г. введен новый ГОСТ 17919—72 «Втулки цилиндровые стальные дизелей и газовых двигателей». Но его требования распространяются только на стальные втулки лег ких дизелей, имеющих диаметр цилиндра не более 200 мм.
Таким образом, появилась необходимость в разработке технических требований, которые бы позволили предусмотреть мероприятия по предотвращению кавитационных разрушений
втулок и блоков цилиндров средне- и малооборотных дизелей
на стадии проектирования.
Технические требования, прежде всего, должны быть на правлены на предотвращение вибрации втулок как основного первоисточника кавитационных разрушений. Для этого в них должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие достаточ ную жесткость втулок как за счет максимально допустимого
увеличения толщины стенки, так и за счет устройства дополни тельных промежуточных опор. Опоры могут быть выполнены не по всей окружности, а лишь в плоскости качания шатуна.
Требования должны предусматривать, чтобы системы охлаждения малооборотных двигателей рассчитывались на ве
личину рабочего давления воды не ниже 3—3,5 ати. Обеспечить такую величину давления на больших судах можно, устанавли
вая расширительные цистерны на соответствующей высоте по отношению к двигателю.
Для удаления воздуха и паровоздушной смеси коллектор выходящей воды должен быть сообщен с цистерной аэрацион ным трубопроводом достаточного сечения.
Учитывая влияние температурного режима на процессы кавитации и нестабильность режимов работы двигателей, систе мы охлаждения снабжать терморегуляторами.
Проведенные исследования и опыт эксплуатации малообо
ротных дизелей на рыбопромысловых судах показывают, что разработка технических требований позволит снизить остроту
проблемы кавитационных разрушений в дизелях этого класса.
93
ЛИТЕРАТУРА
1. |
Акулич ев В. |
А., Сиротюк Μ. Г. |
Зародыши кавитации |
и ка |
||||||||
витационная прочность |
жидкости. — Труды |
Акустического |
ин-та, |
1967, |
||||||||
вып. 3, с. 80—99. |
|
А. О расчете |
кавитационной |
прочности |
реальных |
|||||||
2. |
Акуличев В. |
|||||||||||
жидкостей. — «Акустический журнал», 1965, т. 11, |
№ 1, с. 19—23. |
прочность |
||||||||||
3. |
Акуличев В. |
А. Гидратация |
ионов |
и |
кавитационная |
|||||||
воды. — «Акустический |
журнал», |
1966, т. 12, № 2, |
с. |
160—166. |
|
|
|
|||||
4. |
Аладьев И. |
Т. Вопросы физики кипения. Μ., «Мир», 1964. |
|
|||||||||
5. |
БебчукА. C., |
Макаров Л. О., Розенберг Л. Д. О меха |
||||||||||
низме |
кавитационного разрушения |
поверхностных |
пленок в звуковом поле.— |
|||||||||
«Акустический журнал», 1956, т. 2, № 2, с. 113—117. |
|
|
|
|
||||||||
6. |
Бе бч у к |
А. С. |
К вопросу о механизме кавитационного разруше |
|||||||||
ния твердых тел. — «Акустический журнал», |
1957, т. 3, |
№ 4, с. 369—371. |
||||||||||
7. |
Б е б ч у к |
А. С. |
К вопросу |
о |
кавитационном |
разрушении |
твердых |
|||||
тел. — «Акустический журнал», 1957, т. |
3, № 1, |
с. 90—91. |
|
|
|
|||||||
8. |
Бе бч у к |
А. C., |
Борисов Ю. Я., |
P о з е н б е р г Л. Д. К вопросу |
||||||||
о кавитационной |
эрозии. — «Акустический |
журнал», |
1958, |
т. |
4, |
№ 4, |
||||||
с. 361—362. |
А. C., |
P о з е н бе р г Л. Д. О зависимости кавитационной |
||||||||||
9. |
Б е б ч у к |
эрозии от растворимости газа, находящегося над жидкостью. — «Акусти ческий журнал», 1960, т. 6, № 4, с. 498—499.
10. Высоцкий А. А., Зобачев Ю. Е. Защита металлов от кави тационного разрушения антикоррозионными присадками. — «Энергомаши
ностроение», 1965, № 4, с. 34—36. |
пузырьков в воде |
11. Гаврилов Л. P. О распределении газовых |
|
по их размерам. — «Акустический журнал», 1969, т. 15, |
№ 1, с. 25—27. |
12.Евтушенко А. В. Об увеличении моторесурса судовых ДВС.— «Морской сборник», 1955, № 2, с. 15—23.
13.Зарембо Л. К., Красильников В. А. Введение в нелиней
ную акустику. Μ., «Наука», 1966.
14.Иванченко H. H., C кур и дин А. А., Никитин Μ. Д. Ка витационные разрушения в дизелях. Л., «Машиностроение», 1970.
15.Кудрявцев Б. Б. Ультразвуковые методы исследования веще
ства. Μ., Учпедгиз, 1961.
16. |
Пер ник А. |
Д. |
Проблемы |
кавитации. Л., «Судостроение», 1966. |
|
17. |
Петухова |
Т. |
Μ., |
Корженко А. Л. Эффективность действия |
|
антикавитационных присадок. |
— |
«Энергомашиностроение», 1969, № 3, |
с. 29—31.
18.Сиротюк Μ. Г. Упругость и прочность стабильных газовых пу зырьков в воде. — «Акустический журнал», 1970, т. 16, № 4, с. 567—569.
19.Сиротюк Μ. Г. Об энергетике и динамике кавитационной обла сти. — «Акустический журнал», 1967, т. 13, № 2, с. 256—269.
20.Фомин В. В. Гидроэрозия материалов. Μ., «Машиностроение»,
1966.
21.Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкости. Μ., Изд-во АН СССР, 1945.
22.Born Н. Zur Frage der Absorptionsmessungen im Ultrasschall gebiet, Zs. f. Phys, 120, 383, 1943.
23. Plesent Μ., Ellis A. On the mechanism of cavitation ∙ damage. — Transection AS ME, 7, 1955.
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение........................................................................................................................................................................... |
3 |
Глава I. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА |
|
КАВИТАЦИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ В |
ДИЗЕЛЯХ |
§ 1. Физико-химическая сущность процессов |
кавитацион |
ных разрушений............................................................................................................... |
5 |
§ 2. Основные факторы, влияющие на степень кавитаци |
|
онных разрушений...................................................................................................... |
7 |
§ 3. Способы защиты охлаждаемых деталей дизелей от |
|
кавитационных разрушений............................................................. |
14 |
Глава И. КАВИТАЦИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ В МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЯХ
§ 4. |
Основные |
паспортные данные |
двигателей, |
систем |
17 |
||||
§ 5. |
охлаждения |
и |
и материала втулок |
цилиндров |
. . |
||||
Характер |
зоны повреждений двигателей типа |
18 |
|||||||
§ 6. |
ДМ 650-VBF-90 и 8ТД-48................................................................................ |
полостей |
охлаждения |
||||||
Конструктивные |
особенности |
24 |
|||||||
|
двигателей |
типа |
ДМ 050-VBF-90 |
и 8ТД-48 |
... |
||||
§ 7. Конструктивные особенности систем охлаждения дви |
|
||||||||
|
гателей типа |
ДМ 650-VBF-90 и |
8ТД-48 .... 29 |
||||||
§ 8. Кавитационные повреждения крейцкопфного двигате |
33 |
||||||||
|
ля 5ДКРН |
|
50/110.................................................................................................... |
|
|
|
|
||
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН, ПРИВОДЯЩИХ |
|
|
|||||||
|
К КАВИТАЦИОННЫМ РАЗРУШЕНИЯМ |
|
|
||||||
|
МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ |
|
|
|
|
||||
§ 9. Роль вибрации втулок цилиндров в кавитационных |
|
||||||||
|
разрушениях |
|
двигателей |
типа |
ДМ |
650-VBF-90 |
35 |
||
|
и 8ТД-48................................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
§10. Роль вибрации втулок цилиндров в кавитационных разрушениях двигателя 5ДКРН 50/110 .... 43
Глава IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
§ |
11. |
В ДИЗЕЛЯХ |
|
48 |
Цель и методика исследований............................................................ |
||||
§ |
12. |
Зависимость кавитационных разрушений от темпера |
||
§ |
13. |
туры в различных водных средах............................................................ |
51 |
|
Зависимость кавитационных разрушений от величины |
||||
§ |
14. |
зазоров........................................................................................................................................ |
кавитационных разрушений |
56 |
Исследования |
образцов |
|||
|
|
с различными |
покрытиями................................................................................ |
62 |
§15. Сравнительные испытания кавитационной стойкости образцов, изготовленных из материала цилиндровых
|
|
втулок двигателей ДМ 650-VBF-90 и 8ТД-48 ... |
65 |
|||||||
§ 16. Краткие выводы по результатам модельных испытаний |
66 |
|||||||||
Глава V. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ПРОВЕРКА МЕРОПРИЯТИЙ |
|
|||||||||
|
|
ПО ЗАЩИТЕ ОТ КАВИТАЦИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ |
|
|||||||
§ |
17. |
ВТУЛОК И БЛОКОВ МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ |
68 |
|||||||
Методика |
проверки................................................................................................... |
|
полостиохлаждения |
|||||||
§ |
18. |
Конструктивные |
изменения |
6Ѳ |
||||||
§ |
19. |
двигателей ДМ 650-VBF-90...................................................................... |
|
|||||||
Герметизация |
систем |
охлаждения................................................. |
давления |
77 |
||||||
§ |
20. |
Повышение |
величины |
гидростатического |
80 |
|||||
§ |
|
в |
контуре |
пресной |
воды системы охлаждения . . |
|||||
21. Использование |
в системе охлаждения воды высокой |
83 |
||||||||
§ |
22. |
чистоты (ВВЧ).............................................................................................................. |
|
|
|
|
||||
Использование |
эмульсионныхмасляных присадок |
85 |
||||||||
§ |
23. |
Эффективность |
работы втулок цилиндров |
сутол |
88 |
|||||
|
|
щенными стенками.................................................................................................... |
|
|
|
|||||
Глава VI. ПРИЧИНЫ КАВИТАЦИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ |
|
|||||||||
|
|
В МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЯХ И МЕРОПРИЯТИЯ |
|
|||||||
|
|
ПО ИХ ЗАЩИТЕ |
|
|
|
|
90 |
|||
§ 24. Причины кавитационных разрушений................................................. |
дизелей |
|||||||||
§ |
25. |
Мероприятия |
по |
защите |
малооборотных |
91 |
||||
Литература |
|
от |
кавитационных |
разрушений............................................................ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94 |
Мурманское Центральное проектно-конструкторское н технологическое бюро главка «Севрыба»
Пимошенко Александр Петрович, Кошелев Иван Федорович
КАВИТАЦИОННЫЕ РАЗРУШЕНИЯ В МАЛOOBOPOTHbIX ДИЗЕЛЯХ
Редактор С. К- Богатикова Художественный редактор А. 3. Маркелов Технический редактор А. Ф. Сергеев Корректор 3. Μ. Лазько
Сдано в набор 5/ѴІІ 1974 г. Подписано к печати 11/ХІІ 1974 г. Бумага писчая № 1. Фор мат бумаги 60X84/16. Усл. печ. л. 5,58. Уч.-изд. л. 5,39. Тираж 1000 экз. Заказ3973 ПН 03291. Цена 30 коп.
Мурманское книжное издательство, г. Мурманск, Дом печати. Мурманская областная ти пография, г. Мурманск, ул. К- Маркса, 18
Л
30 К.
5 4 3 5 *»
∙⅛OtiU-~V< .∙,.".∙.-. .√'∙'>'