Интенсивная пластическая

Проведенные в [44] экспериментальные исследования показали, что при коэффициентах избытка воздуха выше единицы в пламени водорода из ванадиевых солей образуются оксиды У2Оз и V2O4, а при коэффициентах избытка воздуха ниже стехиометриче-ского происходит более интенсивная конденсация VO по формуле

Опыты Бишопа при сжигании английских углей Вест-Мидлэндского месторождения с высоким содержанием хлора (около 1% в сухой массе топлива) и щелочных металлов (Na2O=6,6—7,3% и КаО=1,0—1,1% в низкотемпературной золе) показали, что интенсивная конденсация пара Na2SO4 начинается в области температур 900—930 °С, а точка росы NaCl находится в интервале 720—740 °С [59].

В контактных теплообменниках при условии, если температура воды, контактирующей с газами, ниже точки росы, конденсация влаги из газов начинается и при их температуре, превышающей точку росы. Но интенсивная конденсация паров начинается при температуре газов, близкой к точке росы. При этом с началом конденсации паров из дымовых газов сущест-

ния газа, при должном охлаждении газов и конденсации примерно 80 % водяных паров может быть снижена до 2—3 %, а соответствующий этому к.и.т. может составить 96—97 % по QBC. При условном составлении баланса теплоты по низшей теплоте сгорания к.и.т. равен 106—107 % (рис. 1-10), а потеря теплоты <7гн приобретает отрицательное значение [20]. Следует также отметить, что, судя по рис. 1-9, при противотоке газов и воды в зоне температур газов выше точки росы потеря теплоты с уходящими газами в контактном конденсационном теплообменнике может быть ниже, чем в поверхностном, вследствие того, что при определенных условиях интенсивная конденсация паров из газов происходит с самого начала контакта газов и воды. При низких температурах газов (менее 30—40 °С) значения <72В в поверхностных и контактных конденсационных теплообменниках (при противотоке газов и воды) практически совпадают.

Решетки турбин часто работают в нерасчетных условиях, т. е. при изменяющихся углах входа потока, числах Маха и Рейнольд-са и т. д. Представленная на рис. 3.3, а схема расположения возможных зон конденсации в межлопаточных каналах сопловых решеток не сохраняется при изменении геометрических и режимных параметров. Так, при увеличении относительного шага лопаток давление и температура вблизи минимального сечения падают, а за выходной кромкой растут. Можно предположить, что в таких решетках основная масса мелких капель возникает вблизи спинки, а роль вихревых кромочных следов в процессе конденсации оказывается менее значительной. Существенные изменения угла входа потока также приводят к иному механизму конденсации. В зависимости от угла входа ао при обтекании входных кромок возникают диффузорные участки и отрывы пограничного слоя, генерирующие вихревое движение. Одновременно при изменении углов входа потока меняется интенсивность концевых вихревых шнуров. Если углы входа меньше расчетного (ао<аор), интенсивность концевых вихрей возрастает и, наоборот, при ао>оор—падает. В первом случае (рис. 3.3, б) конденсация происходит в трех вихревых шнурах: в двух концевых и в вихре, расположенном на входной кромке IV. Во втором — основное значение имеет переохлаждение в вихре на входной кромке (рис. 3.3, в). При нерасчетных углах входа возможно появление отрывных областей на спинке в косом срезе V. Опыты подтверждают, что в таких областях возникает наиболее интенсивная конденсация.

скачков IV и // изменяется в противофазе. Аналогично изменяется и положение точек отрыва. Следовательно, нестационарное поведение волновой структуры объясняется взаимодействием скачков с пограничным слоем. Рассматриваемые явления не связаны с фазовыми переходами в решетках, однако в нестационарных отрывных зонах достигается необходимое переохлаждение и происходит интенсивная конденсация благодаря циркуляционным (вихревым) течениям в этих зонах. При этом снижается частота нестационарного процесса, что объясняется увеличением общей инерционности системы. .

удельного расхода по высоте. Следует дополнительно учитывать, что в корневых сечениях возможна интенсивная конденсация, так как прикорневая область в сопловой решетке характеризуется минимальными температурами. Особенно интенсивно конденсация происходит при возникновении отрывов в корневых сечениях сопловой или рабочей решетки на нерасчетных режимах или в результате неудачного выбора способов закрутки лопаток.

Предположения об отсутствии внутрифазной вязкости и неучет тепломассообмена, возникающего при конденсации или испарении, вносят дополнительные погрешности. Действительно, если учитывается вязкость несущей фазы, то в тех случаях, когда число Прандтля Рг=?^1 возникает неравномерное распределение температуры торможения (энтальпии торможения) по радиусу, т. е. вихревое перераспределение полной энергии (вихревой эффект Ранка [62]). При этом изменение термодинамических параметров р, р, Т вдоль координат (г, z) может значительно отличаться от рассчитанного изложенным методом. Пренебрежение эффектами тепломассообмена вносит погрешности, обусловленные тем, что не учитывается дополнительная конденсация в прикорневой зоне пониженных температур. Конденсация возникает в потоке несущей фазы и на каплях. Не исключено частичное испарение капель в периферийной области течения, где термодинамические температуры повышенные. Подчеркнем, что интенсивная конденсация происходит в отрывных областях закрученного потока, так как снижение температур в этих областях оказывается особенно значительным.

нию; при данном еа он занимает фиксированное положение в расширяющейся части. Следовательно, в диапазоне е0 = 0,5-^-0,54 конденсационная нестационарность исчезает. Адиабатный скачок, располагающийся по потоку за конденсационным, колеблется в соответствии с пульсациями в зонах отрыва на выходном участке канала в косом срезе. В этих зонах в основном и происходит интенсивная конденсация пара, так как адиабатный скачок частично испаряет влагу, выделившуюся за скачком конденсации.

Результаты опытов авторы объясняют пониженной температурой внутри вихрей, рассчитанной по методу К. И. Страховича, но при адиабатном процессе. При этом циркуляция вихрей определялась в предположении, что вся завихренность потока жидкости, обтекающего пластину, локализуется в пограничном слое и переносится на дискретные вихри в следе. При этом циркуляция скорости в вихрях достаточно высока, чтобы образовалась зона пониженных давлений. При сделанных допущениях температура в вихрях настолько снижается, что наступает переохлаждение и затем интенсивная конденсация пара. Таким образом авторы объясняют повышенную концентрацию влаги в следе, несмотря на перегрев пара. Заметим, что эта оригинальная гипотеза требует подтверждения адиабатного вихревого движения пара и возможности достаточно длительного существования вихревой дорожки Кармана в сильно турбулизирован-ном потоке в турбине.

Работа компрессорных ступеней с влажным газом принципиально отличается от работы паротурбинных ступеней с влажным паром. В паротурбинной ступени в пограничном слое у поверхности лопаток происходит интенсивная конденсация пара, что приводит к налипанию капель и образованию пленки жидкости на поверхности лопаток и в конечном счете к увеличению потерь энергии на дробление и ускорение капель [15]. В компрессорной же ступени из-за перегрева пограничного слоя у поверхности лопаток капли эффективно испаряются, что уменьшает вероятность их налипания и образования пленки жидкости на поверхности лопаток и, следовательно, потери энергии на ускорение и дробление капель, а также снижает износ лопаток вследствие эрозии. Так как удельный объем влажного водяного пара на выходе паровой турбины приблизительно в 35 раз больше удельного объема влажного газа на входе компрессора, то при одном и том же весовом расходе рабочего тела длина первых ступеней осевого компрессора значительно меньше длины лопаток последних ступеней паровой турбины.

3. Из приведенных асимптотических формул видно, что при уменьшении расстояния от конца трещины напряжения неограниченно растут и при г = 0 "равны бесконечности". Но задолго до "бесконечности" перестает быть справедливым закон Гука и вступают в силу нелинейные зависимости между напряжениями и деформациями - развивается интенсивная пластическая деформация, а напряжения оказываются ограниченными. Но не только в этом причина ограниченности напряжений. При точном решении задачи теории упругости напряжения также будут ограниченными по величине даже в идеально упругом теле, когда линейный закон Гука справедлив для малых объемов непосредственно у поверхности разреза. Дело в том, что в математическом решении, из которого затем были получены асимптотические формулы для напряжений, граничные условия относились не к деформированной поверхности разреза, а сносились на ось х. У конца трещины в результате деформации возникают значительные изменения углов наклона свободных поверхностей (велики градиенты перемещений). Точная постановка задачи теории упругости требует соблюдения граничных условий на текущей поверхности разреза, т. е. на той, которая получается при деформации тела внешними нагрузками. При этом задача становится нелинейной и сложной. Образующийся в конце разреза малый, но конечный радиус кривизны, возрастает с ростом величины внешних нагрузок и обеспечивает ограниченные (хотя и большие) напряжения.

а - большая пластическая зона с деформацией е„ь б - интенсивная пластическая

Как правило, усталостное разрушение начинается с поверхности металлических материалов. Это связано с тем, что наиболее интенсивная пластическая деформация при усталости протекает в приповерхностных слоях глубиной порядка размера зерна. Поведение и состояние этого слоя определяет

Интенсивная пластическая деформация стали обусловливает резкое увеличение плотности дислокаций; в сочетании же с патентированием такая обработка приводит к созданию структуры, в которой скольжение существенно затрудняется, поскольку сдвигообразованию препятствуют чередующиеся с ферритом пластинки карбидов. При многократном повторении патентиро-вания и пластической деформации (протяжки) происходит дальнейшее увеличение плотности дислокаций и измельчение фер-ритно-карбидной смеси, вследствие чего прочностные характеристики стали сильно возрастают. Упрочнение будет тем больше, чем выше степень обжатия проволоки между операциями па-тентирования.

1.2.3. Наноструктуры, полученные консолидацией порошков интенсивной пластической деформацией. Как уже отмечалось выше в § 1.1, интенсивная пластическая деформация может быть также успешно использована для консолидации порошков. К настоящему времени выполнен целый ряд исследований, где, используя ИПД, были получены массивные наноструктурные образцы с высокой плотностью. При этом в качестве исходных порошков использовали порошки металлов [25-30,100,101], а также их смеси с керамикой [28-30, 100-102] при содержании последней не более 20 об. %. Было показано, что тип полученных наноструктур существенно зависит от размера исходных порошинок, который варьировался от нано- до микронных размеров, а также способа их получения.

Предположение о том, что интенсивная пластическая деформация при получении наноструктурных материалов приводит к появлению высокой плотности ансамблей хаотически распределенных внесенных зернограничных дислокаций является первоосновой в данной модели.

в сплавах интенсивная пластическая деформация приводит не только к сильному измельчению микроструктуры, но и изменениям фазового состава, связанному с образованием пересыщенных твердых растворов, раздроблением вторых фаз, возможной аморфизацией.

Интенсивная пластическая деформация сильно влияет на гистерезисные свойства литого сплава Р^оРеуз.бВбСщ^. На рис. 6.7 представлены значения Нс образцов, полученных при различных углах поворота наковален. Если в исходном состоянии Яс сплава составляла 20кА/м (это значение отмечено треугольником на рис. 6.7), то в результате деформации осадкой она резко возрастает до 192кА/м (рис. 6.7, кривая 1) и далее продолжает повышаться с увеличением угла поворота, достигая максимума в интервале углов (2-5)тг.

1. Формирование и отделение элементарной частицы износа связано, в первую очередь, с деформацией сдвига или среза. Об этом косвенно свидетельствует интенсивная пластическая деформация, которая развивается под действием касательных напряжений и завершается при соответствующих условиях срезом или сдвигом. Эта особенность ударно-абразивного изнашивания дает основание полагать, что одним из наиболее надежных и объективных критериев износостойкости стали при ударе является сопротивление срезу.

Таким образом, состав и механические свойства стали определяют ее пригодность работы в условиях ударного изнашивания. При низких энергиях удара, износ сталей разного состава различается незначительно. С увеличением энергии удара проявляется не только различие износа, но и возникает возможность испытаний этих сталей без разрушения. Две принципиально различные причины вызывают ограничение энергии удара — интенсивная пластическая деформация для вязких структур и хрупкое разрушение для сталей, закаленных на высокую твердость.

ментарных частиц износа связано в первую очередь с деформацией сдвига или среза. Об этом свидетельствует интенсивная пластическая деформация, которая развивается под действием касательных напряжений и завершается при соответствующих условиях срезом или сдвигом. Эта особенность ударно-абразивного изнашивания дала основание полагать, что одним из наиболее надежных и объективных критериев износостойкости стали является сопротивление срезу.