Интенсивной теплоотдачи

"Широкие" трещины, по-видимому, образовались в результате электрохимического травления металла по "берегам" зародившейся "волосовидной" трещины и последующего механического ее раскрытия на стадии долома стенки трубы. О последнем свидетельствуют характерная направленность полости трещины в ее вершине (около 45° к внутренней поверхности трубы) и искривление полосчатой структуры стали в результате интенсивной пластической деформации. Следует отметить, что в окрестностях этой трещины заметно снижение прочностных показателей трубной стали.

Низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО) заключается в интенсивной пластической деформации стали в температурном интервале устойчивого аустенитного состояния. Процесс (рис. 86, и) 'состоит в нагреве до 900—1000°С, быстром охлаждении до 450—550°С, многократном пластическом деформировании при этой температуре с большой степенью деформации (до 90%), закалке на мартенсит и отпуске при 250—400°С.

Плотность дислокаций (число дислокаций, пересекающих единицу поверхности) в стали составляет 104 мм~2 после отжига, 5-Ю9 мм~2 после интенсивной пластической деформации и 10'° мм~2 после закалки. Сварное соединение включает в себя зоны, испытавшие такие термические и термомеханические воздействия, поэтому в различных зонах сварного соединения плотность дислокаций может достигать указанных значений. Характер распределения плотности дислокаций в сварном соединении может изменяться в весьма широких пределах. Он зависит от химического состава и предварительной термической обработки свариваемого металла, способа и режима сварки, условий охлаждения изделия. Так, например, максимальная плотность дислокаций в сварном соединении стали ОХ18Н10Т наблюдается в зоне, максимальные температуры нагрева которой при сварке составляли 770...870 К.

Использование АЭД дает возможность обнаруживать признаки процесса, приводящего к возникновению течи, при давлении на 10% ниже, чем в случае обычного способа наблюдения (осмотр, контроль падения давления). Непрерывная акустическая эмиссия может быть связана как с образованием течи, так и с интенсивной пластической деформацией, свидетельствующей о достижении предельного состояния. Одновременная регистрация непрерывной и дискретной эмиссий характерна для деформации зоны, содержащей исходные дефекты (например, скопления несплошностей).

1}ри больших степенях деформации в условиях интенсивной пластической деформации В этих сталях обнаружено и проанализировано формирование областей локализованной деформации. Для малоуглеродистых и низколегированных сталей — это вытянутые до 10 мкм (при ширине 1 мкм) области с ультрадисперсной фрагментированной структурой, а для легированных сталей, где пластическая деформация осуществляется двойникованием — области с мощными разворотами решетки.

сивная пластическая деформация и др. В случае интенсивной пластической деформации величина расхождения берегов трещины в ее конце, определяемая в момент начала роста трещины, принимается в качестве характеристики материала [430, 4311.

Для построения кинетической диаграммы ограничимся деформационным критерием разрушения. Предположим, что акт локального разрушения произойдет тогда, когда на границе области интенсивной пластической деформации у вершины трещины х == = хс (хс ~ 6) будет достигнуто некоторое критическое значение концентрации С„. Это значение определяется величиной деформации впереди вершпны трещпны:

Рост пор и их последующее объединение происходит в условиях интенсивной пластической деформации и сопровождается, например, в a-Fe, появлением значительного количества микродвойников длиной 100-200 и шириной 50Е. Процесс разрушения перемычек, разделяющих соседние поры, включает стадии зарождения, роста и объединения пор. Следует, однако, отметить, что вопрос о стадийности вязкого разрушения при шейкообразовании требует специального рассмотрения.

Необходимо указать также факторы, связанные с технологическими особенностями проведения ВМТО. Определенный вклад в получаемый эффект упрочнения дает текстурованность материала, подвергнутого прокатке [71, 72]. Деформация в области высоких температур (1000° и выше) может привести в некоторых случаях к возникновению субструктуры в результате диффузионного перераспределения дефектов кристаллической решетки. Такие изменения в тонкой кристаллической структуре, если они протекают во всем упрочняемом объеме, должны оказывать благоприятное действие, когда при ползучести развивается преимущественно внутризеренная пластичность, однако опыты [87] показывают, что субструктура образуется главным образом у границ зерен, а это еще раз свидетельствует о более интенсивной пластической деформации в этих областях при задаваемых режимах ВМТО.

ПОЛУЧЕННЫЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

В 15 Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. — М.: Логос, 2000. — 272 с.: ил. ISBN 5-88439-135-8.

2. Сильный нагрев передачи вследствие перехода потерь на трение в тепловую энергию. Для уменьшения нагрева в червячной передаче применяют масляные резервуары с ребристыми стенками с целью более интенсивной теплоотдачи в окружающий воздух, обдув корпуса и другие способы охлаждения.

совершить тормоз без опасности перегрева. Увеличение ширины обода тормозного шкива при сохранении величины тормозного момента, способствуя уменьшению давления накладки на шкив и увеличению поверхности теплоотдачи (при сохранении коэффициента недокрытия), приводит к уменьшению нагрева поверхности трения. Изменение толщины обода 6, как показали испытания, практически не влияет на изменение установившейся температуры поверхности трения (при длительном тепловом процессе влияние толщины стенки, через которую проходит тепловой поток, сглаживается), и поэтому в условиях однозначности учитывать размер 6 не следует. Весьма существенным в этих условиях является влияние установочного зазора е на температуру поверхности трения. Как показали испытания, увеличение установочного зазора значительно снижает температуру поверхности трения вследствие улучшения условий теплоотдачи. В условиях однозначности должна также учитываться относительная продолжительность включения ПВ. Чем больше величина ПВ, тем больше время включения двигателя и вращения шкива, тем больше время наиболее интенсивной теплоотдачи. При вращающемся шкиве теплоотдача рассматривается как процесс, осуществляемый вынужденным движением рабочей жидкости (воздуха), обтекающей твердое тело (внешняя задача) 1. При вынужденном конвективном теплообмене можно пренебречь главным вектором массовых сил, практически не оказывающим влияния на распределение скоростей вынужденного потока жидкости; наоборот, при малых значениях ПВ, когда время вращения шкива мало по сравнению с временем его неподвижного состояния, основное значение для охлаждения шкива приобретает естественная конвекция.

Однако, если отвлечься от температурных характеристик, то невозможно объяснить, как практически при одинаковых коэффициентах трения и режимах интенсивной теплоотдачи, при меньшей скорости, меньшей заданной мощности и работе трения, а также при меньшей работе трения, достигнуты значительно большие износы. Например, для пары трения 6КХ-1 + чугун ЧНМХ при интенсивной теплоотдаче fPvCK = —• 21,4 кгм/сек и /В = 11,3- 10~3 мг/кгм. При отрицательной теплоотдаче fPvCK- 12,6 кгм/сек, а / = ПО- 10~3 кг/кгм; при вдвое меньших мощностях трения и работе трения был получен почти в 10 раз больший износ.

Как видно из изложенного, особенности лучистого и конвективного теплообменов требуют различных условий для оптимальной теплоотдачи, поэтому современные печные установки, чтобы в максимальной степени использовать все возможности интенсивной теплоотдачи, во многих случаях конструируют как двухстадийные: в области высоких температур— с соблюдением условий, необходимых для интенсификации теплообмена лучеиспусканием, т. е. с развитым пламенным пространством, а в области невысоких температур для газов, покидающих пламенное пространство, — с развитием условий для интенсивной конвективной теплоотдачи (с повышенными скоростями газов в узких каналах для прохода их между изделиями или трубными пучками. Так сконструированы, например, мартеновские печи, где зона высоких температур выполнена как пламенное рабочее пространство и где тепло передается шихте и расплавленной ванне лучеиспусканием при наивысших температурах, которые может выдержать кладка печи, а зона пониженных температур выполнена в виде тесно уложенной насадки регенератора (рис. 5-3,а) для использования тепла уходящих из пламенного пространства газов. При этом насадка может быть сделана так, что в верхней части ее, где газы все еще имеют температуру выше 1 000° С и где теплоотдача лучеиспусканием еще может играть существенную роль, каналы в насадке имеют большие размеры, а в нижних ее частях, где основную роль играет конвективная теплоотдача, —• .меньшие размеры.

Главным назначением исследований на холодных стендах являлось изучение процесса горения различных топлив путем измерения концентраций и температур в условиях предельно интенсивной теплоотдачи при переменных параметрах горения (коэффициент избытка воздуха, температура нагрева воздуха, величина тепловых нагрузок, давление в камере сжигания и т. д.), причем охлаждаемые водой стенки выполняли одновременно функции калориметра.

Дымовые отверстия можно располагать рядом с горелками, не боясь попадания несгоревшего топлива в дымоходы, так как ' даже при относительно небольших скоростях топлива и воздуха в горелке факел будет подсасывать продукты горения, направляющиеся в дымоходы. Расположение отверстий для отвода продуктов горения прямо против горелки может допускаться только при значительном расстоянии между горелкой и соответствующим отверстием, когда прямое проскакивание ф>акела или его части в дымоход исключается. Таким образом, для равномерно распределенного радиационного теплообмена наиболее благоприятными видами движения газов в рабочем пространстве являются рециркуляционное и смешанное (см. гл. III). Прямоточное движение в принципе наименее применимо. Несколько лучше реверсивный вариант прямоточного движения (рис. 117). В тех случаях, когда с помощью рециркуляции, организованной рациональным размещением горелок и отводных отверстий, нельзя получить достаточно равномерной температуры по объему и интенсивной теплоотдачи (это касается обычно печей,

Характерной стороной поверхностного горения является быстрота теплообмена между тонким слоем горящего газа и поверхностью, позволяющая достигать очень высоких температур поверхности даже при наличии интенсивной теплоотдачи в окружающую среду. Вопрос этот экспериментально почти не изучен, но надо предполагать, что при поверхностном сжигании зона горения топлива с максимумом температур располагается настолько близко к поверхности, что возникает теснейший контакт между молекулами горящей смеси и омываемой поверхностью, и вследствие этого теплопередача всех видов (радиация, конвекция и кондукция) протекает в наиболее благоприятных условиях. Поскольку поверхность шероховата и содержит множество микро-и макропор, можно предполагать, что благодаря действию поверхностных сил процесс горения происходит не только в тонком слое вне поверхности, но и в какой-то степени как бы внутри ее — в порах.

Рассмотренный прием расчета [162] позволяет внести поправку также на тот случай, когда температура теплоотдающей среды при поступлении в печь не постоянна, а в начале нагрева вследствие интенсивной теплоотдачи уменьшается.

Источниками неконденсирующихся газов могут быть высокотемпературные элементы установок, выделяющие газы при нагревании, а также примеси в жидком металле. Например, при наличии примеси водорода в парах калия теплоотдача снижалась в четыре-пять раз по сравнению с чистым паром. В технически чистых жидких металлах допускаются небольшие примеси других металлов и веществ (примеси калия в натрии, натрия в литии и др.). Поэтому в реальных условиях теплоотдача при конденсации паров металлов всегда ниже теоретической, и для обеспечения достаточно интенсивной теплоотдачи необходима непрерывная и тщательная очистка их от примесей.

Влиянию паросодержания смеси в наименьшей степени подвержены испарители с горизонтальными греющими трубками, которые омываются рассолом снаружи, в частности испарители «Эврика» (см. § 17). С этой же целью все фирмы рекомендуют эксплуатировать испарители при полном затоплении греющих батарей, несмотря на то что в некоторых случаях частичное затопление позволяет достигнуть более интенсивной теплоотдачи.

В случае интенсивной теплоотдачи (S0->1) выражения IM и 1Е [см. уравнение (27)] при S0=l имеют логарифмическую особенность, хотя точка So=l определена.