Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35

шение коэффициента лобового сопротивления круглого цилиндра, если его торцы закончить полушариями. Поэтому крышу горизонтального резервуара лучше делать сферической, а не плоской. Если открытую шаровую полусферу (см. табл. 3.6) закрыть плоской крышей, то Сх снижается до 1,16; еще лучше, когда крыша сферическая, что приближает сопротивление такого тела к сопротивлению шара. Перфорация настила мостов может снизить опрокидывающий момент и повысить аэродинамическую устойчивость висячего моста.

Обтекатели, широко применяемые в самолетостроении, из-за различного направления ветра не могут, казалось бы, найти применение в строительстве. В действительности, можно применять формы конструкций с меньшим аэродинамическим сопротивлением или ставить обтекатели, понижающие ветровую нагрузку. Например, горизонтальный диск на радиомачте был выполнен в форме метательного диска вместо открытой решетчатой конструкции. Это дало снижение ветровой нагрузки на порядок. Обтекатели на балке жесткости проезжей части висячего моста снижают его ветровую нагрузку. Кольцевые обтекатели, завершающие как бы край параболоида, снижают коэффициент Cr на 15%, если диаметр такого кольца d=0,07D, и на 20%-если d=0,l D, где D - диаметр раскрыва; снижение аэродинамического момента больше на 30 и 60% соответственно.

Обтекателем в своем роде является круглый цилиндр из стеклопластика или другого радиопрозрачного материала, окружающий телевизионные антенны, установленные на решетчатой конструкции, В условиях сильного обледенения такой обтекатель значительно снижает ветровую нагрузку на телевизионную опору и, кроме того, улучшает радиотехнические параметры антенн. Фланцы, ребра, утолщения и шпангоуты ставят с внутренней стороны цилиндра, чтобы не повышать его Сх.

Радиолокаторы и радиотелескопы заключают в жесткие или мягкие шаровые обтекатели из радиопрозрачного материала. Жесткие конструкции выполняют диаметром до 45 м, мягкие - до 65 м. Сопротивление ветру мягких обтекателей вследствие изменения формы при ветре больше, чем сопротивление равновеликого шара. Чаще всего обтекатели выполняют в виде части шаровой сферы, установленной на цилиндре (см. рис. 3.45). Коэффициенты давления по обтекателю получены при Re = 3-10, что позволяет считать их достаточно достоверными для натуры, у которой Re = 10 и более. При скорости ветра 200 км/ч (55,5 м/сек) коэффициенты для сферы: Су = 0,9 и Сж = 0,4, а результирующий Сл=»1,0. Более подробные сведения о ветровой нагрузке на обтекатели и библиографию можно найти в [19].

Ветровая нагрузка на сложные по форме конструкции может быть определена приближенно; для этого используют данные о простых телах, так как коэффициенты лобового сопротивления даже существенно отличающихся по форме тел с острыми края-

ми изменяются незначительно по величине (см. табл. 3.1). Например, коэффициент лобового сопротивления сложной по форме конструкции в виде рупорно-параболической антенны (удлинение Я = 2) радиорелейных линий (рис. 3.46), определенный опытным путем, равен 1,17-1,2, а как плоской пластинки-1,2. Коэффициент лобового сопротивления параболической антенны со

40 60 80 100 120 т 160 180 Азимутальный угол в 6 град

Рис. 3.45. Коэффициенты давления по шаровому обтекателю антенны (скорость ветра 200 км1ч)

сплошной отражающей поверхностью по опытам 1,3; среднее между коэффициентами лобового сопротивления чаши в виде полушария и плоского круглого диска-(1,51,12) : 2= 1,31, т. е. расчетный коэффициент одинаков с опытными данными.

Центральное отверстие в плоском круглом диске, если оно не превышает 0,6 его диаметра D, мало изменяет характер обтекания и величину коэффициентов лобового сопротивления и подъемной силы диска. С увеличением диаметра отверстия d сопротивление такого диска приближается к сопротивлению кольцевой пластинки. При отношении dJDl коэффициент Сх~2, т. е. он одинаков с Сх бесконечно длинной пластинки.

Коэффициент лобового сопротивления гладких круглых цилиндров с плоскими торцами и осью по потоку с ростом удли-

нения до 2-3 падает с 1,1 до 0,8, а затем растет до 0,95, последнее объясняется повышением сопротивления трения. Скругление торцов цилиндра значительно снижает его лобовое сопротивление (см. табл. 3.6). Влияние скругления торцов на сопротивление цилиндра при расположении его нормально к потоку сказывается тем меньше, чем больше удлинение цилиндра.

Лобовое сопротивление параболического отражателя антенны или гелиоустановки зависит не только от площади раскрыва, но и от его глубины. Его сопротивление находят линейной интерполяцией между значениями коэффициента лобового сопротивления плоского круглого диска, глубина которого равна нулю, и коэффициента сопротивления полушария, глубина которого 0,5.

Для расчета механизмов привода поворачивающихся или вращающихся антенн необходимо знание величины ветровой нагрузки и моментов относительно осей вращения. Для полной оценки прочности конструкции и точности отсчета нужны не только максимальные значения аэродинамических коэффициентов, но и их производные по углам атаки (скольжения), так как резкие изменения аэродинамических коэффициентов при вращении могут вызвать дополнительные деформации антенны. В этой связи необходимы исследования в аэродинамической трубе антенны, вместе с механизмами, опорным устройством и другими элементами.

Общее давление ветра на щит тем меньше, чем больше его размеры. Это позволяет вводить поправочные коэффициенты при определении ветровой нагрузки на конструкции, отличающиеся размерами. Например, во Франции (нормы 1965 г.) при ширине здания или сооружения 100 м этот коэффициент принимают равным 0,7, при 4 л< он равен 1,0, а при 1-2 jm -1,2. Учет влияния абсолютных размеров конструкции на их лобовое сопротивление-это скорее статистический подход к расчетному скоростному напору ветра, а не уточнение аэродинамических характеристик, так как сопротивление геометрических подобных тел с острыми краями мало зависит от числа Рейнольдса.

При определении ветровой нагрузки на тела в виде круглого цилиндра, шара, эллипсоида следует помнить, что их лобовое сопротивление существенно возрастает, если на них размещены

Рис. 3.46. Рупорно-параболнческая антенна