Исследования характера

Поскольку для вихревого режима течения невозможно применить гидродинамическую теорию теплообмена, то обычно расчетные зависимости в области гидродинамики и теплообмена получают на основе обобщения экспериментальных данных. Экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена в активных зонах с шаровыми твэлами реакторов BFP осуществить весьма трудно, а на стадии проектирования просто и невозможно, поэтому обычно используют теорию подобия, которая позволяет установить, от каких безразмерных параметров зависит гидродинамическое сопротивление при обтекании газом тепловыделяющих элементов и его нагрев за счет теплоотдачи от поверхности твэлов.

ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИКИ ПРИ ТЕЧЕНИИ

Глава 3. Теоретические и экспериментальные исследования гидродинамики при течении теплоносителя через шаровые теэлы .... 52

В книге в систематизированной форме представлены результаты комплексного исследования гидродинамики, тепло- и мас-сообмена в осесимметричных каналах при местной закрутке потока. Предложены физически обоснованные методы расчета локальных и интегральных характеристик тепло-, массообмена и трения при разнообразных условиях, обладающие достаточной степенью универсальности. Приведены подробные результаты исследования полей скоростей и давлений, интенсивности пульсаций, корреляций, локального тепло- и массообмена в цилиндрических, сужающихся и расширяющихся каналах. Исследован широкий диапазон изменения граничных и геометрических условий однозначности (вдув через проницаемую стенку, частичная закрутка на входе, диафрагмирование выходного сечения и т.д.).

В дальнейшем Д. Мэзоном совместно с М. Кэллагэ-ном [3.20, 3.21] были выполнены экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена в круглой трубе и при течении между охлаждаемыми или нагреваемыми пластинами. Опыты проводились в условиях протекания первой стадии реакции диссоциации и давлении, близком к атмосферному. Приняв в качестве движущей силы теплопередачи разность энтальпий у стенки и в ядре потока qc=a'(hc — hr), модифицированное число Нуссельта ими было представлено в виде

Исследования гидродинамики двухфазных потоков, теплообмена, устойчивости и кризиса в парогенерирующих каналах приобрели особую актуальность в связи с необходимостью расчета различных высоконапряженных систем охлаждения и резким повышением требований к надежности современного оборудования, а также со снижением в ряде случаев коэффициентов запаса по многим параметрам, определяющим надежность.

В последние годы уделяется большое внимание проблеме исследования гидродинамики и теплообмена в колеблющихся потоках. Проведенные экспериментальные исследования показали, что колебания вещественной среды, в которую помещено тело, или колебания самого тела могут существенно влиять на гидродинамику и теплообмен. Такие нестационарные процессы могут сопровождаться как увеличением, так и ,уменьше-нием интенсивности теплообмена. .•—•

Новые исследования гидродинамики псевдоожиженного слоя. Особенности высокотемпературных систем

В работах [Л. 92, 364, 368] описаны результаты исследования гидродинамики установок со встречными струями газовзвеси, предложенных И. Т. Эльпериным. Принципиальная схема одной ступени аппарата со встречными струями показана на рис. 2-4.

Глава первая. Новые исследования гидродинамики псев-доожиженного слоя. Особенности высокотемпературных

БОР-60. Для исследования гидродинамики ПТО была создана модель, которая в отличие от натурного теплообменника имела укороченную на 1500 мм длину трубного пучка и несколько измененную геометрию входной и выходной камер по теплоносителю второго контура (см. [3] к гл. 3).

Изучение характера распространения трещин показало, что они развиваются хрупко от внешней поверхности трубы с вязким доломом на ее внутренней поверхности [23, 29]. В сечении стенки трубы часто наблюдалось ветвление трещин. Следует отметить, что они развиваются в направлении, перпендикулярном плоскости действия кольцевых растягивающих напряжений, являющихся максимальными в сложном напряженном состоянии трубы под действием внутреннего давления. Микроструктурные исследования характера распространения трещин показывают, что зарождающаяся микротрещина имеет меж- или транскристаллитный характер развития. То же самое наблюдается и в местах их ветвлений. В процессе своего развития характер распространения трещин трансформируется. Фрактографическими исследованиями установлено, что трещина развивается в три этапа: 1) меж- или транскристаллитно на стадии зарождения и дискретного подрастания; 2) коррозионное растворение металла в полости зародившейся

Уравнения (5.100) при обозначениях (5.101) имеют вид уравнений (5.82), поэтому приведенные исследования характера особых точек для уравнений (5.82) справедливы и для уравнений (5.100). Из выражений (5.99) следует, что точка PI соответствует для исходной системы движению с частотой внешней силы, точка Р2 — движению с двумя частотами kz и р, точка Р3 — движению с двумя частотами fex и р,

Изучение характера распространения трещин (рис. 1.3) показало, что они развивались хрупко от внешней поверхности трубы с вязким доломом. В сечении трещин часто наблюдались кх ветвления. Следует отметить, что трещины развиваю1. :я в направлении, перпендикулярном плоскости действия кольцевых растягивающих напряжений, являющихся максимальными для напряженного состояния трубы. Мик-рсструктурные исследования характера распространения трещин показали, что зарождающаяся ь. лфотрещина имеет межкристаллитный механизм развития. То же самое наблюдается и в местах их ветвлений. В процессе своего развития характер распространения трещин транс -формируется. Фрактографическими исследованиями установлено, что трещина развивается в три этапа: 1 - межкристаллитно на стадии зарождения и дискретного подрастания; 2 - коррозионное растворение металла в полости зародившейся трещины; 3 - механический долей . На первом, под во действием коррозионной среды, образуется межкристадлитная трещина, а на втором - происходит увеличение полости трещины еа счет коррозионного растворения ее стенок и воздействия ,.-.еханических растягивающих напряжений, увеличивающихся за счет уменьшения живого сечения стенок трубы. Межкристаллтаый механизм зарождения трещин связан с выявленной значительной повреждаемостью границ зерен карбонат-бикарбонатной средой (КБС). образующейся в приэлектрсдном слое катоднополяризуемои поверхности трубы. Как это было показано в результате проведенных в УГНТУ и за рубежом исследований, прямое воздействие содей угольной кислоты на сталь при наличии поляризации вызывало селективное травление на гпаницах зерен. На втором этапе, при растворении металла, трещина развивается, в основном, перпендикулярно поверхности трубы. Причем следует отметить, что первый и второй этаы обратимо чередуются, подготавливая основу для их попеременного проявления. На третьем этапе разрушение происходит по вязкому механизму под углом примерно 45° к поверхности трубы (плоскость действия максимальных касателы._и напряжений). Причем на МТ. подвергнутых переиспытаниям избыточным давлением, разрушение может происходить

Результаты исследования характера адсорбции ингибитора ИКУ-1 на поверхности стали представлены на рис. 48.

между магнитными и хим. св-вами веществ, а также влияние магнитных полей на кинетику хим. процессов. Методы М. применяются для исследования характера хим. связей в молекулах, обнаружения тонкодисперсных включений в в-вах и др.

Вероятно, нельзя получить хорошее согласование опытных данных с расчетной зависимостью, если последняя учитывает только влияние теплофизических свойств материала теплоотдающей поверхности и не учитывает ее микрогеометрию. Последний фактор, по-видимому, оказывает решающее воздействие на интенсивность теплообмена при кипении. Опираясь на теорию зарождения и роста паровых Пузырей, а также на результаты исследования характера микрогеометрии, образующейся при разных способах обработки материалов, авторы работы [79] рекомендуют нормировать значительное число параметров, характеризующих микрогеометрию поверхности: Rz — высоту неровностей профиля по десяти точкам; -^макс — сумму из наибольшей высоты выступов шероховатости и наибольшей глубины впадины в пределах базовой длины трубы; Ra— среднеарифметическое отклонение профиля; Sm — среднеарифметическое значение шага неровностей в пределах базовой длины и /р — относительную опорную длину профиля. Такой большой набор нормируемых параметров авторы объясняют тем, что одинаковые виды механической обработки разных материалов приводят к различной структуре микрогеометрии поверхности. Однако для количественной оценки влияния отдельных параметров мы еще не располагаем достаточным объемом экспериментального материала.

Три диска с общей наработкой в эксплуатации 12526-14285 ч, включавшей 3752-4066 ч после последнего ремонта с нанесенными повреждениями, были использованы для детального исследования характера наносимых повреждений и изготовления образцов для испытаний материала с этими повреждениями.

Таким образом, из результатов исследования характера разрушения диска видно, что оно произошло под действием ползучести и малоцикловой усталости. Испытания металла грибка диска на малоцикловую усталость позволили построить диаграмму сопротивления усталости материала диска (рис. 1.22). Испытания проведены в режиме непрерывного циклирования (кривая 1) и в режиме циклирования с выдержкой в цикле (кривая 2). Здесь же представлена полоса разброса данных испытаний для роторной стали, полученная в [34].

Результаты исследования характера изменения пластической деформации по глубине представлены на рис. 22 [105]. Каждое значение микротвердости является средним из пяти, ширины линий —

По экспериментальным данным (см. рис. 22) глубину зоны пластической деформации и для сухого трения, и для трения со смазкой часовым маслом можно принять порядка 80—90 мкм, что близко к значениям Д, полученным по формуле (1.2). Таким образом, в пределах чувствительности рентгеновского метода и метода микротвердости, а также точности предложенных теоретических соотношений глубина зоны пластической деформации, определенная расчетным путем с учетом коэффициента трения, дает лучшее совпадение с экспериментом, чем значение А ( •—• 320 мкм), вычисленное по соотношению (1.1). Полученные результаты исследования характера распределения пластической деформации по глубине и оценки зоны ее распространения подтверждают определяющую роль сил трения в развитии пластической деформации, необходимость их учета при разработке критериев перехода от упругого контакта к пластическому.

С этих позиций большое значение имеют приведенные выше результаты исследования характера структурных изменений в процессе трения скольжения методами рентгеновского анализа и измерения электросопротивления. Несмотря на то, что в первом случае исследовался слой толщиной 12 мкм, а во втором образцы толщиной 200—800 мкм, число циклов до разрушения по результатам обоих методов хорошо согласуется.