Граничное паросодержание

Расстояние А отсчитываем от граничной поверхности металл — окисел наружу; на этой поверхности h = 0. На наружной поверхности окисла (h = Л„):

Образование границ зерен — структурное превращение, присущее литому металлу (сварному шву, отливке) в период завершения его кристаллизации из жидкого расплава. Границы образуются непосредственно при срастании первичных кристаллитов. Поскольку кристаллические решетки кристаллитов ориентированы произвольно, то их сопряжение при срастании кристаллитов сопровождается существенными искажениями решеток. Эти искажения и приводят к образованию граничной поверхности. Существует также мнение, что границы образуются путем собирания дислокаций, неупорядоченно расположенных в металле после затвердевания в одну граничную поверхность в результате процесса полигонизации, однако более обоснован первый механизм образования границ. Современные представления о строении границ сводятся к тому, что на границах чередуются участки хорошего и плохого соответствия кристаллических решеток соседних зерен. Это так называемые «островные» модели границ зерен. Строение и протяженность участков плохого соответствия зависят от угла разориентировки решеток смежных кристаллитов. Различают малоугловые (угол до 15°) и большеугловые (угол свыше 15°) границы. Малоугловые границы описывают как ряд отдельных дислокаций (рис. 13.9,а). Расстояние между ними D определяется соотношением

Зависимость (5-6) при К — const — уравнение прямой линии, так что температура в любой точке по толщине стенки изменяется пропорционально расстоянию точки от рассматриваемой граничной поверхности, что и видно на рис. 5-2.

Коэффициент трения подшипника, работающего в режиме жидкостного трения, можно подсчитать теоретически. Для этого представим себе быстро вращающуюся цапфу, расположенную строго концентрично в отверстии подшипника. Кольцевой зазор постоянной величины (А/2) заполнен смазкой, текущей в направлении вращения цапфы. Вследствие трения о твердое тело скорость смазки на граничной поверхности равна скорости этой поверхности. Поэтому скорость течения смазки у поверхности подшипника равна нулю, а у поверхности вращающейся цапфы равна окружной скорости последней (рис. 13.8). Очевидно, поле скоростей симметрично относительно оси вращения цапфы и производная скорости течения

УЗ К волнистой поверхностью также определяется ее параметрами. Па этой основе установлена корреляция между параметрами граничной поверхности (амплитудой h и периодом А) и характеристиками диаграммы направленности рассеянного поля. На рис. 93 показаны зависимости амплитуды отраженного сигнала от параметров граничной поверхности для биметалла, изготовленного взрывом. С увеличением Д увеличивается число рассеянных пучков продольных и поперечных волн и уменьшаются углы между ними. С возрастанием h уменьшаются максимумы амплитуд рассеянных пучков и увеличивается относительная ширина диаграммы рассеянных полей. Для определения прочности сцепления сравнивают число лепестков и ширину диаграмм направленности в контролируемом изделии и в образце с известной прочностью соединения слоев.

Точные аналитические решения интегральных уравнений (§ 17-10) получены лишь применительно к (отдельным) частным задачам [Л. 163]. В общем случае прибегают к различным приближенным методам решения [Л. 1, 163, 178]. К одному из них относится метод последовательных приближений (итераций). Рассмотрим этот метод для произвольной геометрической замкнутой системы серых тел с заданным полем распределения температуры и оптических свойств на ее граничной поверхности. Требуется найти потоки различных видов излучения.

На граничной поверхности интенсивность излучения внешнего источника (fx>/=0) сплошного спектра задана. Требуется определить закон

Подставим значение яркости по (18-18) с учетом того, что для серой граничной поверхности /^=?эфет/я, а эффективное излучение определяется соотношением (16-18).

в промежуточной поглощающей (индекс «п») среде и называются обобщенными элементарными у г л о в ы м и _ коэффициентами излучения. Расчетная точка М может находиться как на граничной поверхности, так и внутри объема, заполненного средой. Применительно к диатермичной среде угловые коэффициенты dM,N и ^фм,р, а интегральное уравнение (18-20) переходит в интегральное уравнение (17-96) —§ 17-10. Аналогичным путем находится интегральное уравнение для объемной плотности падающего излучения:

Граничные условия задаются различно в зависимости от постановки задачи. Различным образом могут быть заданы физические и оптические параметры среды и граничной поверхности [Л. -1, 163].

где /ij — компоненты единичного вектора внешней нормали к граничной поверхности S, Xj — декартовы координаты точек этой поверхности, а е?;. и a°it образуют постоянные тензоры. В однородном теле при любой совокупности граничных условий, (1) или (2), компоненты тензоров напряжений и деформаций постоянны. Если заданы условия (1), то деформации равны е°;., а если заданы условия (2), то напряжения принимают значения 09 В неоднородном теле при условии (1) усредненные по объему деформации равны &°1{, а при условии (2) усредненные по объему напряжения равны a°{j. Доказательство этих утвержде-

Граничное паросодержание ргр, а также значения коэффициентов Соп и С'оп определяют по номограмме, показанной на рис. 1.14 (см. вкладку). Так, например, для давления р=9,8 МПа при скорости смеси йУсм=3. м/с — по номограмме ргр = 0,145. Если при этом ш0"=1,0 м/с, а ш0/ = 2,0 м/с, то р = 1,0/3,0 = 0,33. Следова-

Параметры пленки и связанные с ними такие интегральные характеристики, как коэффициенты теплоотдачи и гидродинамического сопротивления, плотность критического теплового потока или граничное паросодержание, характеризующее кризис второго рода, скорость солеотложения на поверхности трубы при генерации пара, существенно зависят от интенсивности процессов уноса капель с поверхности пленки и их выпадения на пленку. В связи с этим процессы обмена массой между ядром потока и пленкой интенсивно (особенно в последние годы) изучаются.

Опытные данные показывают, что если на участке трубы с дисперсно-кольцевой структурой смеси пленка в процессе испарения не орошается каплями жидкости, то при паросодержаниях потока на входе в трубу XBJL
Авторы работы [67] приводят экспериментальные данные по граничным паросодержаниям для кольцевых каналов с диаметром внутреннего обогреваемого стержня di=il3,5 мм и шириной щели 6 = 2,15 мм, полученные при р = 6,9 и 12,7 МПа *, Длина канала равна 3,5 и 7 м. Особое внимание в опытах уделялось обеспечению надежной центровки внутреннего стержня в корпусе-оболочке. Эксперименты показали, что при длине канала 3,5 м паросодержание в месте кризиса (граничное паросодержание) не зависит от плотности теплового потока, а определяется р и рш, причем при исследованных параметрах л;% с ростом р и /pw убывает. В опытах с более длинным каналом (L = 7 м) вертикальные участки графиков qKV = = f(x) отсутствовали, а паросодержание в месте кризиса оказывалось выше, чем для канала длиной 3,5 м,.и возрастало по мере уменьшения плотности теплового потока. Это обстоятельство объясняется тем, что на длинном канале высыхание пристенной жидкой

Обработка экспериментальных данных в координатах Xrp = f(x^x) показала, что эти опыты проведены в условиях, когда граничное паросодержание зависит от х^, а л:гр для гладкой и шероховатой частей трубки оказывалось одинаковым. Такая же картина наблюдалась и во второй серии опытов, в которой шероховатый участок располагался в начале (рис. 112.19).

второго рода сохраняются и в рассматриваемом случае. Например, при кипении растворов обнаруживаются области режимных параметров, где граничное паросодержание лг% не зависит от плотности теплового потока [вертикальные участки кривых q = l(x), построенных,для кризисных условий, рис. 13.21]. Так же как и при кипении однокомпонентных жидкостей,1 протяженность вертикальных участков уменьшается с ростом давления; при достаточной длине труб (в опытах авторов [217] L = 800-H000 мм) граничное паросодержание не зависит от длины. С ростом массовой скорости я°Гр уменьшается.

Рис. 6.1. Виды зависимостей q«p (x), хяк— начало дисперсно-кольцевого режима; А'П — предельное паросодержание; хтр — граничное паросодержание; //// — область граничного паросодержания:

Кризис теплообмена второго рода наблюдается только при переходе дисперсно-кольцевой структуры потока в дисперсную. Следовательно, он определяется чисто гидродинамическими процессами, а характерной величиной является граничное паросодержание Хтр, которое не зависит от плотности теплового потока и является лишь функцией давления Р и весовой скорости pw.

ния гравитационной силы микропленка меньше и испаряется она поэтому несколько раньше. С увеличением давления и массовой скорости потока разность между л^р для нижней и верхней образующей уменьшается, так как с увеличением указанных режимных параметров возрастает кинетическая энергия ядра потока и относительная роль гравитационных сил уменьшается. Обращает на себя внимание тот факт, что определенное по формуле (2) значение ж?р для вертикальной трубы находится между значениями я"р для верхней и нижней образующей. Важно отметить, что, как и для вертикальной трубы, величина удельного теплового потока не влияет на граничное паросодержание.

Поскольку в реакторах кипящего типа активная зона очень часто конструируется в виде пучка стержней, то представляет интерес определить .г"р также и на внешней поверхности обогреваемой трубы. Очевидно, в первом приближении эту задачу можно решить, если определить граничное паросодержание применительно к одному стержню, заключенному в концентрический кожух с некоторым кольцевым зазором между обогреваемым стержнем и кожухом. Помимо относительной простоты проведения опытов с имитацией пучка труб одиночным кольцевым кана-

Второй вид ухудшения теплообмена происходит из-за срыва и испарения жидкой пленки при дисперсно-кольцевом режиме течения. Это ухудшение, отображенное на рис. 6-9, вызывает не столь резкое повышение температуры стенки, как в первом случае, и характерно для сравнительно больших паросодержаний. Оно может возникать даже при весьма умеренных тепловых нагрузках, если в потоке достигается соответствующее граничное паросодержание, обозначаемое *rp (по Дорощуку).