Изменения концентраций

При синхронном измерении деформаций по двум направлениям в окрестности точки тела, подверженного циклической нагрузке, в случае пропорционального изменения компонентов напряженного состояния нами установлено новое, не известное до сих пор проявление рассеяния энергии, являющееся результатом неупругих свойств материала и наблюдающееся в виде замкнутой петли, названное нами деформационным гистерезисом. Проведенные исследования показали, что деформационный гистерезис несет информацию о рассеянной энергии за цикл, демпфирующих свойствах материала, неупругих компонентах протекающих деформаций, накоплении повреждений и о работоспособности материала в прочностном аспекте.

законов изменения. По этим причинам редко можно априори знать деформированное состояние в исследуемой точке объекта и законы изменения компонентов деформаций. Наклеивая на поверхность розетку из трех тензорезисторов, ожидаем произвольных, нестационарных и несинхронных осциллограмм. Возникает вопрос, как можно

При тензометрировании признаком синхронного изменения компонентов ах, ау и тжу является геометрическое подобие трех осциллограмм деформаций, воспринимаемых тензорезисторами розетки. Однако на реальных объектах чаще всего получаются осциллограммы с разными, произвольными вариациями. Это обусловливается несинхронным изменением силовых воздействий на ислледуемый объект (несинхронное нагружение). В соответствии с этим ах, av и тжу изменяются по разным законам. В общем случае они являются независимыми переменными параметрами с произвольными нестационарными законами изменения. Чтобы определить однозначным образом изменение напряженного состояния, необходимо и достаточно установить все три закона, не редуцируя их к одному закону и одной кривой усталости.

В случае несинхронного случайного изменения компонентов напряжений траектория описывается случайным образом в координатной плоскости ОаХ[Я ау (рис. 1, траектория 1). При несинхронном циклическом изменении она является определенной замкнутой многократно повторяющейся кривой (см. рис. 1, траектории 2, 3, 6). При синхронном циклическом изменении траектория представляет собой отрезок центральной прямой с угловым коэффициентом k = = 0угл/0ягл (рис. 1, отрезок AiBj). Главные направления остаются постоянными (Ат = 0).

Областью приложения теории вязкоупругости служит прежде всего механика полимерных материалов и композитов на полимерной основе. Уравнения рассмотренного типа обладают сравнительной простотой и удобны для расчетов в условиях любого режима нагр ужения. Однако в случае немонотонного изменения компонентов напряжений эти уравнения могут вносить в описание сложных деформационных процессов некоторые погрешности, с которыми обычно приходится мириться, так как построение известных более гибких уравнений [15, 28] для условий сложного напряженного состояния требует чрезмерного большого объема лабораторных исследований каждого конкретного материала.

Рассмотрим сначала относительно простой пример на определение числа циклов до разрушения при циклическом двухосном напряженном состоянии (рис. 5.2, а). На рис. 5.2, б показаны графики изменения компонентов девиатора напряжений; ординаты графиков указаны в табл. 5.1. Приступим к расчету тех малых пластических деформаций элемента схематизированного материала согласно модели, представленной на рис. 1.8, которые возникают в условиях приспособления к циклическому нагружению (см. п. 3.4). При расчете с последующим графическим построением петель гистерезиса введем условный модуль упругости Е3 = = 2-105 МПа (см. (2.35)). На безразмерной величине х, определяемой в итоге расчета согласно (3.52), значение ?3 не отражается. В равной мере х не зависит от е\У, так что расчету (2.35) подлежат только eft = e'tf.

Как уже указывалось выше, алгебраические соотношения (2.35) справедливы, строго говоря, только в условиях пропорционального изменения компонентов stj, в то время как согласно графикам (см. рис. 5.2) в данном режиме нагружения наблюдаются существенные отклонения от условий пропорциональности. Для исследования влияния этих отклонений на площади петель гистерезиса был проведен параллельно описанному режиму расчет по ступенчатому режиму рис. 5.4. На каждом линейном участке графиков изменения компонентов девиатора напряжений соблюдались условия пропорциональности, а на каждом стыке линейных участков осуществлялась разгрузка элемента материала с дальнейшим отсчетом напряжений и деформаций от состояния, в котором s^1 = S{/ — Asf/. Результаты расчета площадей петель гистерезиса практически не отличаются от упомянутых выше значений в>хх и e>vy. Таким образом, расчет, приведенный в табл. 5.2, является достаточным для вычисления параметра х.

Рис. 5.4. Графики изменения компонентов девиатора напряжений с промежуточными разгрузками в точках 1—4, 9 и 10:----расчетный;------исходный

В точке / (см. табл. 5.8) на графиках изменения компонентов девиатора напряжений пластических деформаций еще нет, так

причем в случае пропорционального изменения компонентов де-виатора пластических деформаций размах инварианта Одквиста равен размаху интенсивности et.

В более общем случае непропорционального нагружения для вычисления Де* необходимо располагать рассмотренными выше диаграммами циклического деформирования в координатах ЗцвЧ}*. Зная приращение деформации e\f в определенных интервалах изменения компонентов 8г;, можно вычислить искомое значение Де? по формуле (сравним с формулой (2.36))

Точное изучение свойств в зависимости от изменения концентраций (т. е. построение диаграммы состав — свойства) являются важным дополнением при изучении и построении диаграмм состояний. Метод изучения изменений свойств в зависимости от изменения состава и построения диаграммы состав — свойства был положен Н. С. Курнаковым в основу разработанного им физико-химического анализа сплавов. В настоящее время физико-химический анализ является одним из основных методов изучения сплавов и его широко применяют в научных исследованиях: новых сплавов при изучении структурных превращений и в других случаях.

Методы аналитического определения отдельных химических соединений достаточно хорошо отработаны и находят широкое применение при контроле атмосферных загрязнений, в промышленности, медицине и других отраслях. Сложность анализа состава отработавших газов автомобильных двигателей обусловлена многообразием и широким диапазоном изменения концентраций отдельных компонентов.

Для смесей бензола с циклогексаном и с метилэтилкетоном (поз. 10 и 11 на рис. 13.5 и 113.6) значения Дснк и производной дс'ък/dt настолько малы, что влияние к.п.с. практически не проявляется. -Расчет интенсивности теплообмена при кипении таких смесей с достаточной точностью можно производить по формулам, установленным для однокомпонентных жидкостей. На рис. !13.7 опытные данные значений а, полученные автором [18J при развитом кипении чистых бензола, метилэтилкетона и циклогексана, а также их смесей в интервале изменения концентраций от 0 до 1,0, сопоставлены со значениями а, рассчитанными по формуле (7.2). При расчете а к указанным смесям любое из свойств смеси Ксм рассчитывалось из условия аддитивности Усм = Ушс'ик + YBK (1—с'Нк). Принималось также, что паровая фаза находится в равновесий с жидкостью, хотя в общем случае состав пара в паровых пузырях может отличаться от равновесного {106, 203]. Теоретическое и экспериментальное исследования динамики составов фаз в процессе кипения смесей криогенных жидкостей показали, что в период роста пузыря, особенно на начальной стадии, состав пара в пузыре может заметно отличаться от равновесного. При увеличении диаметра пузыря до отрывного отклонения действительного состава пара от равновесного уменьшается [106].

На рис. 113.7 опытные значения а при кипении чистых бензола и этилового спирта, а также их смесей для с'Нк = 20 и 40 мол. % сопоставлены с расчетной зависимостью (7.2). Из рисунка видно, что экспериментальные данные авторов [34] (пунктирная линия) в среднем лежат на 10% ниже расчетной прямой. Это подтверждает, что для данной смеси влияние эффекта изменения /н в к.п.с. весьма незначительно. В диапазоне изменения концентрации спирта от О до 40% за счет «улучшения» теплофизических свойств смеси не только компенсируется депрессирующее воздействие к.п.с., но и обеспечивается возрастание а. Значения а при кипении 40%-ной смеси и чистого этилового спирта практически одинаковы, поэтому в диапазоне изменения концентраций/спирта or 40 до 100% изменяемость теплофизических свойств смеси не может способствовать росту а. В этих условиях депрессирующее воздействие к.п.с., хотя и незначительное, приводит к небольшому снижению (примерно на 15%) интенсивности теплообмена (см. рис. 13.4, г).

0,75—1,75; Mg2+—0,5—2,0; Na+—0,7—2,55; Cl~—0,7—3,5; SO42-— 0,2—0,8; HCO3 —0,6—2,0; SiO32-—0,1—0,25. Пределы изменения концентраций в бытовой сточной воде следует отнести за счет разбавления, определяемого различным удельным водопотреб-лением (250—400 л в сутки на человека) в зависимости от степени развития и водообеспеченности городского хозяйства.

На рис. 9.1 и 9.2 показаны зависимости изменения концентраций соответственно нитритов и нитратов в процессе дистилляции при температурах 100, 150 и 200°С.

Установленные закономерности изменения концентраций NO2~ и NO3~ взаимосвязаны. Поэтому графики на рис. 9.1 и 9.2 следует анализировать совместно. Присутствие органических веществ в сточной воде придает исследуемой среде довольно сильный восстановительный характер. Нарушение пропорциональности концентрирования NO3~ (снижение относительно /Су) в процессе упаривания объясняется восстановлением органическими веществами нит-

Колебания были зарегистрированы как в суспензии дрожжевых клеток (Ghosh, Chance, 1964), так и в очищенном от всех крупных частиц экстракте из этих клеток (Chanceet al., 1964). Последнее дало основание считать, что механизм колебаний связан только с растворимой (гомогенной) системой гликолиза. Периоды колебаний в суспензиях клеток (— 0,5 мин.) и в экстрактах (3—10 мин.) отличаются примерно на порядок. Однако можно думать, что это отличие не вызывается принципиальными изменениями в механизме генерации колебаний, а есть результат изменения концентраций ферментов.

Вследствие этого процесс горения в топках парогенераторов протекает в неизотермических условиях и должен рассматриваться как процесс комплексный, показатели которого зависят от изменения любого из указанных факторов. Согласно [1], процесс выгорания потока топлива в реальных условиях с учетом изменения концентраций реагирующих сред и продуктов реакции, а также распределения температур по длине зоны горения описывается системой, состоящей из пяти уравнений: уравнения движения, уравнения состояния, кинетического уравнения, уравнения переноса масс и уравнения теплового баланса энергии.

Метод теоретических тарелок получил наибольшее применение для расчета разделения как бинарных, так и многокомпонентных смесей [36, 56]. Основным преимуществом этого метода перед методом числа единиц переноса является его простота в связи с использованием допущения о постоянстве некоторых физических свойств системы и потоков в пределах небольшого изменения концентраций компонентов, например, для одной ступени контакта или для слоя насадки небольшой высоты. Такое упрощение модели процесса позволяет достаточно просто рассчитывать массопередачу как для бинарных, так и для многокомпонентных смесей со ступенчатым и непрерывным контактом фаз.

Задача по выгоранию потока топлива с учетом изменения концентраций реагирующих сред и средних температур по длине зоны горения описывается в работе [29] системой следующих основных уравнений (одномерная задача): уравнение стехиометрии