Срединной поверхности

Теплопередача через сребренную стенку. Е - коэффициент эффективности ребра, где / и 6„ - длина и толщина ребра; Хр - теплопроводность материала ребра; а2 коэффициент теплоотдачи на сребренной поверхности

где Fa — площадь наружной, т. е. сребренной поверхности трубок.

6-32. Форма сребренной поверхности радиаторов для испарительного охлаждения: а — ребристая поверхность; б — зубцовая

Пластинчатые радиаторы характеризуются коэффициентом оребре-ния, который равен отношению площади сребренной поверхности радиатора к площади поверхности без оребрения. Обычно коэффициент ореб-рения равен 10. Более эффективна поверхность (см. 6-33), имеющая зубцы, расположенные в шахматном порядке. Зубцы имеют форму усеченной четырехгранной пирамиды, диагонали основания которой расположены одна вертикально, а другая горизонтально относительно направления движения жидкости. Подобное оребрение позволяет отводить (относительно тепловоспринимающей поверхности) в кипящую воду тепловые потоки, плотность которых достигает 400 Вт/см2. При таких тепловых потоках температура у основания зубцов может доходить до 300 °С.

На 39-1 представлено типичное для серийных коротко-замкнутых асинхронных двигателей исполнение по способу охлаждения и защиты от воздействия внешней среды — обдуваемое исполнение (§ 33-2), в котором внутреннее пространство машины защищено от брызг воды и пыли. Внешний обдув двигателя создается наружным вентилятором (кожух 10 защищает обслуживающий персонал от прикосновения к вентилятору и направляет воздух к сребренной поверхности станины). Циркуляция воздуха внутри машины усиливается с помощью внутреннего вентилятора 8 и вентиляционных лопастей 7 (направление движения воздуха показано на рисунке стрелками).

Тепловой поток, отводимый с сребренной поверхности корпуса, состоит из1 части, рассеиваемой с поверхности корпуса SKOp, соответствующей промежуткам с между ребрами ( 5-4), и части, рассеиваемой поверхностью ребер 5реб:

Тепловое сопротивление RKOp определяется наружной теплорас-сеивающей поверхностью корпуса, большая часть которой относится к сребренной поверхности, а меньшая включает боковые поверхности подшипниковых щитов. Коэффициент теплоотдачи сребренной поверхности определяется с учетом коэффициента /ереб [см. (5-30)]:

где <*_ — коэффициент теплоотдачи оребренной поверхности; Нр — величина сребренной поверхности теплообмена; i/o — разность температур ребра; Е — коэффициент эффективности ребра [15],

Обычно коэффициент теплоотдачи с поверхности ребра ар и гладкой части сребренной поверхности атр равны между собой, т.е. ар = атр =аг. Кроме того, в связи с тем, что тепловой поток сребренной поверхности передается собственно трубой и ребрами, в трубе возникают дополнительные термические сопротивления вследствие сжатия теплового потока, которые учитывает коэффициент ф = 0,85. Таким образом, внешний коэффициент теплоотдачи находят из выражения

где FOP> fp' FH—площади сребренной поверхности, поверхности ребер и не-оребренной поверхности соответственно; гр—коэффициент эффективности ребра. Для ребра постоянного сечения высотой Я и толщиной б ( 9.30, а)т]р определяется через гиперболические функции:

Внешняя поверхность корпуса станины: Su — &» — площади сребренной поверхности, боковой поверхности со стороны вентилятора и поверхности щита со стороны вала соответственно; коэффициенты теплоотдачи а)х — азк определяются типом и исполнением машины

Работу узлов ЭП в стенах оболочек АЭС изучали в НИИЖБе на пяти крупноразмерных железобетонных образцах. Радиусы отверстий ЭП во много раз меньше радиуса кривизны срединной поверхности цилиндра защитной оболочки АЭС. При таких соотношениях радиусов влияние кривизны стен защитной оболочки практически не сказывается на распределении усилий у проходок и поэтому для исследования выбраны плоские образцы в виде колонн, плит и призм. Четыре образца выполнялись в виде колонн и плит, в которых были установлены различные конструкции, имитировавшие ЭП [16]. Пятый образец выполнялся в виде фрагмента стены защитной оболочки АЭС и представлял собой железобетонную призму с поперечным сечением 140x80 см, длиной 293 см ( 1.8). Размеры поперечного сечения и арматура образца составляли 2/3 соответствующих размеров стены оболочки АЭС. С торцов сечения призмы были увеличены до 140X112 см. Торцы усиливались косвенным армированием. Призма армирована двумя сетками из арматуры периодического профиля диаметром 25 мм, расположенными на расстоянии 9 см от ее наружных граней, и поперечной арматурой. Одна боковая поверхность призмы была облицована стальным листом (8 мм), заанкеренным в бетоне. В средней зоне призмы забетонировано четыре ЭП — одна в виде металлической трубы наружным диаметром 214 мм и толщиной стенки 5,5 мм; другая —в виде такой же трубы, в которой заинъе-цирован проходной изолятор из электротехнического фарфора диаметром 150 мм; третья и четвертая — в виде проходных электро-изолятОров, забетонированных непосредственно в призме.

Моменты и нормальные силы в расчетном сечении в предельной стадии работы конструкции. В сечении действуют нормальные меридиональные или кольцевые силы (JVM или NK) и моменты (AfM или Мк), определяемые из общего расчета оболочки, и дополнительные моменты, обусловленные смещением осей каналов на эксцентриситет ек от ее срединной поверхности.

—.----утолщение, симметричное относительно срединной поверхности

Методом конечного элемента можно непосредственно рассчитывать участки оболочки со шлюзом. В качестве примера на 1.28 и 1.29 показано распределение усилий по вертикальному и горизонтальному сечениям в оболочке, проходящим через ось шлюза, от продольных сил преднапряжения сооружения 10000 кН/м (интенсивность обжатия бетона — 8,33 МПа) и его кольцевого обжатия внешним давлением 5,2 МПа. В расчете рассматривалась цилиндрическая оболочка с радиусом срединной поверхности, равным 23,1 м, толщиной стенки 1,2 м, увеличенной в зоне шлюза диаметром 3 до 2 м. При определении в вертикальном сечении усилий 0У, направленных перпендикулярно к направлению нагрузки, рассматривались три варианта решения оболочки: без утолщения у шлюза; с утолщением, расположенным симметрично срединной поверхности; с утолщением с внешней стороны. При отсутствии утолщения максимальные растягивающие напряжения, действующие перпендикулярно к нагрузке, равны интенсивности обжатия, 1.29, а; при увеличении толщины оболочки симметрично с двух сторон максимальные напряжения растяжения (Ту соответственно снизились; при размещении утолщения с наружной стороны максимальные растягивающие напряжения огу, действовавшие по центру утолщения, составляли 6,8 МПа, т. е. уменьшились по сравнению с напряжениями для оболочки без утолщения незначительно. Усилия в направлении нагрузки по этому сечению при симметричном и несимметричном размещениях утолщения были близки между собой. Характер распределения в вертикальном сечении моментов, действующих в вертикальном направлении, соответствует моментам при внецентренном сопряжении двух цилиндрических оболочек. Из рисунка видно также, что концентрация максимальных сжимающих напряжений, действующих по горизонтальному сечению в направлении нагрузки, вследствие утолщений снизилась в два раза.

Напрягаемую арматуру рационально выполнять в виде вертикальных и кольцевых элементов. При этом вертикальные элементы целесообразно располагать ближе к срединной поверхности, а кольцевые — у наружной поверхности оболочки в специально оставленных кольцевых штрабах. В этом случае обжатие оболочки в кольцевом направлении может осуществляться как натяжением арматуры на упоры в виде пилястр, так и навивкой напряженной арматуры в штрабы. В последнем случае более полно используется высокопрочная напрягаемая арматура и сокращается большое количество дорогостоящих анкерных устройств. Для защиты арматуры от коррозии штрабы закрываются полосовой сталью, и в образовавшееся пространство инъецируется цементный раствор. Для облегчения замены кольцевой арматуры верхняя и нижняя полки штрабы делаются наклонными. Смещение кольцевой напрягаемой арматуры к наружной поверхности улучшает напряженное состояние стены оболочки, так как в этом случае не возникает радиальных растягивающих усилий от местного действия арматуры. Кроме того, в этом случае значительно упрощается армирование оболочки поперечной арматурой. Отсутствие горизонтальных или наклонных каналообразователей в толще стены оболочки позволяет объединить поперечную арматуру в вертикально расположенных сварных каркасах. Такие каркасы заготавливаются в заводских условиях и поставляются на строительство в виде отдельных сборных элементов или в составе арматурного блока, объединяющего всю ненапряженную арматуру.

На образование схемы разрушения оказывает влияние положение арматуры в сечении 'полки. Если арматура расположена ниже срединной поверхности оболочки, то рабочая высота, а следовательно, и несущая способность кольцевого сечения будет ниже, чем радиальных сечений. В этом случае более вероятным будет разрушение ото второй схеме. При расположении арматуры выше срединной поверхности, наоборот, более вероятным будет разрушение с образованием кинематической схемы.

При первой схеме разрушения, когда арматура располагается выше срединной поверхности оболочки, в местах излома в радиальных сечениях полки в пролете действуют предельные кольцевые моменты Мпр.п и предельные нормальные кольцевые силы Л^пр.п. В кольцевом пластическом шарнире будут действовать предельные меридиональные изгибающие моменты М„Р.п и нормальные меридиональные силы ./Vм, величина которых меньше предельной для сечения. При этом в радиальных сечениях образуются линейно-подвижные пластические шарниры, в кольцевом — линейно-неподвижный шарнир.

2. Нормальные кольцевые силы NK. Арматурная сетка расположена ниже срединной поверхности оболочки. Значения кольцевых сил определяются предельными меридиональными силами по формуле

2. Нормальные кольцевые силы -NK. Так как арматурная сетка расположена ниже срединной поверхности, кольцевые силы определятся значением предельных меридиональных сил в соответствии с формулой (3.49).

где Ro — радиус кривизны срединной поверхности панели. В этом случае формула для определения предельной нагрузки примет вид

где R0 — радиус кривизны срединной поверхности панели; RH — радиус кривизны, определяемый 'положением нормальных сил в нижнем шарнире; фх — угол, определяющий размер зоны разрушения; б — толщина полки. При Мх — Л4"р