критерий Нуссельта связан с двумя критериями - Пекле и Прандтля зависимостью 131]

N = 4,1.5(Pe)P,- -(-) ° ,111,

где Ре -критерий Пекле, характеризующий соотношение конвективных и кондуктивных потоков тепла при конвективном теплообмене; Рг - критерий Прандтля, характеризующий теплофизиче ские свойства жидкости; -динамическая вязкость жидкости при температуре

стенки, омываемой жидкостью; -то же -при температуре смазочного слоя в рабо-

чей зоне.

Учитывая, что- = - и (-jj 1, получим из фор мулы (111)

Nu 4.15(-)Pr-° (112)

Так как критерий Пекле связан с критерием Прандтля зависимостью

Pe = PrRe, (113i

то после подстановки этого выражения в формулу (112) получим

m~2,2bVW&VPr. (114)

критерий Прандтля может быть вычислен из отношения

Рг = , (115)

где о - коэффициент температуропроводности, определяемый по формуле

Здесь с - удельная теплоемкость смазывающей жидкости; ( - ее удельный вес. Для минеральных масел можно принимать с достаточной точностью (при t 40--70° С): с-\ х{),А2-0ЛА ккал/м град; \{),\~ -ь0,12 ккал/м-ч-град.

При этих условиях получим среднее значение

а 7 10- м/сек.

Соответствующее значение критерия Прандтля по выражению (115)

Рг 1,4 104 (117)

Выражение для Re было приведено выше [см. формулу (105)], и, следовательно, все величины, входящие в выражение (114), могут быть вычислены, если известны параметры подшипника. Далее по найденной величине Nu можно определить искомый коэффициент теплоотдачи а, по формуле (109).

Для иллюстрации влияния отдельных факторов на величину в табл. 30 приведены значения а, вычисленные для подшипника d=100 мм, <7=1 м!сек; 1)3 = 0,002 и 0,004; вязкость масла V от 10 до 50 ест.

Таблица 30

Значения коэффициента теплоотдачи ккал/мЧ-град и критериев Re, Рг и Nu для нефтяных масел при скорости i/ = 1 м/сек и af= 100 мм

Сопоставление величин и а, приведенных в табл. 30, показывает, что при определении общего коэффициента теплопередачи k не всегда можно пренебрегать величиной ;

в самом деле, при а = 40 ккал/мч-град (такое сравнительно высокое значение в может быть получено при обдуве подшипника) и при наименьшем значении а = 270 ккал/мч-град

получим

без учета малой величины

i=i 1

L L I ±-

/fe ~ 270 40 ~ 35 = 35 ккал/мЧ-град.

Если же воспользоваться приближенной зависимостью (103), го получим fe = 40 ккал/мч- град, т..е. во втором случае ошибка достигает 13,5%. Как видим, в случаях, аналогичных рассмотренному прилмеру, отбрасывание величины- при определении

-приводит к завышению расчетного значения k; следовательно, 93

температура смазочного слоя, определяемая таким-. приОли-женным расчетом, окажется заниженной; более высока температура во время эксплуатации может привести к периегреву опоры и нарушению расчетного режима работы.

§ 19. ПРИМЕРЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПОДШИПНИКОВ

Расчетные зависимости, приведенные в § 15-18, содержат ряд параметров, связанных друг с другом. Далеко не асе эти параметры могут быть определены расчетом, поэтому при проектировании подшипников приходится задаваться некоторыми величинами, подобно тому, как было рассмотрено ь § 13.

К числу основных данных, известных в начале проектирования опоры, относятся: нагрузка на опору Р - по величине и направлению; скорость вращения п об/мин (или со рад/сек); все размеры вала, в частности диаметр вала cf близ опоры и расстояние между серединами опор L; температура окружающей среды tg. Иногда заранее указывают сорт масла, если подшипник смазывается от общей системы; в отдельных случаях могут быть наложены ограничения на длину подшипника, величину зазора, значения относительного эксцентрицитета, на выбор материала для вкладыша и пр. Но и после того, как будут уста новлены эти данные, все же остается много неизвестных, часть которых конструктор должен выбрать до гидродинамического расчета; к ним относятся: диаметр цапфы d - его находят по диаметру вала d с учетом буртиков и галтелей (нелогично уменьшать его больше, чем предусмотрено нормалями на галтели или переходы); длина подшипника или цапфы / выбирается

по отношению более или менее типичному для опор, подобных проектируемой; некоторым ориентиром в этом отношении .могут служить данные, приведенные в табл. 31.

Таблица 31

Средние значения для подшипников скольжения

Место установки подшипника

Паровые турбины й турбогенераторы . .

Электродвигатели ............

Редукторы зубчатые и червячные ....

Транспортеры и рольганги........

Передачи ременные и цепные тихоходные Компрессоры и насосы центробежные . . Сепараторы, центрифуги.........

0,6-1,0 0,8-1,2 0,8-1,2 0,8-1,0 0,8-1,5 0,6-1,2 0,5-0,8