Обоснование проектных решений гидростатических подшипников главных циркуляционных насосов реакторов на быстрых нейтронах, охлаждаемых свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями

• Автор: Антоненков, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 260 с. : ил.

Содержание

Перечень сокращений, условных обозначений

Введение
Глава 1. Аналитический обзор и методология исследований направленных на обоснование методов расчета и проектирования гидростатических подшипников, работающих в среде ТЖМТ
1.1 Основные различия физических характеристик традиционных теплоносителей ЯЭУ реакторов на быстрых нейтронах

1.1.1 Свинцовый теплоноситель

1.1.2 Эвтектика свинец-висмут

1.1.3 Металлический натрий

1.2 Принципы расчета и проектирования гидростатических подшипников для традиционных сред

1.2.1 Условный расчет подшипников скольжения

1.2.2 Расчет подшипников при жидкостной смазке
1.2.2.1 Определение несущей силы смазочного слоя
1.2.2.2 Сопротивление смазочного слоя вращению вала
1.2.2.3 Количество смазки, вытекающей из торцов подшипника
1.2.2.4 Теплообмен в подшипниках скольжения
1.3 Опыт создания и эксплуатации подшипников скольжения для ТЖМТ -гидродинамических, сухого трения, лабиринтно-винтовых и гидростатических
1.3.1 Особенности эксплуатации гидростатических подшипников циркуляционных насосов, работающих в тяжелых жидких металлах
1.3.2 Гидродинамические подшипники. Обоснование невозможности обеспечения условий работы в высокотемпературных расплавах тяжелых жидкометаллических теплоносителей

1.3.3 Экспериментальные исследования характеристик подшипников сухого трения в тяжелых жидкометаллических теплоносителях
1.3.4 Экспериментальные исследования характеристик гидростатодинамического (лабиринтно-винтового) подшипника в свинцовом теплоносителе
1.4 Методология экспериментальных исследований, направленных на обоснование методов расчета, проектирования и режимов эксплуатации ГСП в среде ТЖМТ
1.5 Постановка задач исследований
Глава 2. Сравнительное исследование гидравлических характеристик дросселей гидростатических подшипников насосов на воде и на свинцовом теплоносителе и с результатами расчетов
2.1 Общие положения
2.1.1 Виды и роль дросселей в работе гидростатических подшипников
2.1.2 Методика расчета дросселя
2.2 Сравнительные экспериментальные исследования характеристик дросселей на воде и на свинцовом теплоноси теле
2.2.1 Цели и задачи исследований
2.2.2 Описание экспериментальных стендов
2.2.2.1 Стенд на водяном теплоносителе
2.2.2.2 Стенд на свинцовом теплоносителе
2.2.2.3 Описание экспериментального участка
2.3 Программа-методика проведения экспериментов на воде и ТЖМТ
2.4 Обсуждение результатов экспериментов
2.4.1 Характеристика и последовательность этапов исследований
2.4.2 Сравнение гидравлических характеристик (ДН “/(Яе), с, =/(Яе)) вариантов конструкций дросселей на свинцовом теплоносителе и
на воде
2.4.3 Зависимость гидравлических характеристик дросселей от давления

на выходе потока из них
2.4.4 Зависимость гидравлических характеристик дросселей от
конструктивных параметров (УсЮ
2.4.5 Расчет давления в канале дросселя
2.4.6 Сравнение теоретического расчета перепада давления на дросселе с
результатами эксперимента
2.5 Выводы по главе 2
Глава 3. Сравнительное исследование гидравлических характеристик
течения воды и ТЖМТ через дроссель и кольцевой зазор
3.1 Общие положения
3.1.1 Ламинарное течение жидкости между соосными вращающимися
цилиндрами
3.1.2 Основы гидродинамической теории цилиндрического подшипника
скольжения
3.2 Сравнительные экспериментальные исследования гидравлических
характеристик течения воды и свинца через дроссель и кольцевой зазор
3.2.1 Цели и задачи исследований
3.2.2 Описание экспериментальных стендов
3.2.2.1 Стенд на водяном теплоносителе
3.2.2.2 Стенд на свинцовом теплоносителе
3.2.2.3 Описание экспериментального участка
3.3 Программа-методика проведения экспериментов на воде и па ТЖМТ
3.4 Обсуждение результатов экспериментов
3.4.1 Характеристика и последовательность этапов исследований
3.4.2 Сравнение гидравлических характеристик (АР =/(Ке), АН =У(К-е)>
% = ДЯе)) вариантов величин кольцевого зазора на свинцовом
теплоносителе и на воде
3.4.3 Оценка сопротивления рабочей среды вращению вала
3.4.4 Оценка количества среды, подаваемой в подшипник
1.2.2.3 Количество смазки, вытекающей из торцов подшипника
Для определения количества смазки, вытекающей из торцов нагруженного подшипника при установившемся вращении вала, существует ряд эмпирических формул.
Эмпирические формулы громоздки [4], неудобны для технических расчетов и могут иметь весьма ограниченное применение.
Теоретическое определение торцового истечения С) основано на уравнениях гидродинамики для трехмерного потока вязкой жидкости. Упростить эту задачу и свести ее к плоской, как это допустимо при определении несущей силы Р и сопротивления вращению Т, в данном случае невозможно, так как при I = га движение жидкости в осевом направлении прекращается.
Искомый расход смазки, С), м3/с, определяется по формуле
где я - полный коэффициент расхода смазки.
Полный коэффициент расхода смазки я можно рассматривать как сумму трех коэффициентов:
где ql - коэффициент расхода смазки через торцы нагруженной зоны; ц2 - коэффициент расхода смазки через торцы ненагруженной зоны;
С]з — коэффициент, учитывающий дополнительное истечение смазки через канавки, расположенные на внутренней поверхности корпуса подшипника.
Значения ql вычисленные Коровчинским вариационным методом, приведены в [4].
Коэффициент q2 вычисляется по формуле
2 = 0,5 у/соМ1 д,
(1.41)
q = qx+q2+qъ,
(1.42)
(1.43)
где рс - давление ТЖМТ, подаваемого в рабочую камеру подшипника; Р —безразмерный коэффициент, значения которого даны в [4].