Интенсивное парообразование

Интенсивное окисление углерода вызывает энергичное кипение сварочной ванны в головной ее части, за счет которого пузырьки окиси углерода, интенсивно выделяясь из ванны, захватывают и уносят выделяющийся из раствора водород, как бы очищая ванну. При сварке низколегированных закаливающихся сталей в инертных газах и их смесях с активными можно использовать любую из тридцати марок легированной проволоки, предусмотренных ГОСТ 2246—70; ту или иную марку необходимо выбирать в зависимости от состава и свойств свариваемых сталей и от требуемого состава металла шва. Так, например, при сварке молибденовых, хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей следует использовать одну из марок проволок, содержащих молибден, хром и молибден или хром, молибден и ванадий (например, Св-08МХ, Св-08ХМ, Св-08ХМФА и др.), в зависимости от состава свариваемой стали.

В этой же зоне происходит интенсивное окисление углерода стали:

— интенсивное окисление рабочей жидкости кислородом воздуха, что резко уменьшает срок ее службы;

Полоний — мягкий металл, химически активен, на воздухе окисляется. При работе с миллиграммовыми количествами полония его радиоактивное излучение озонирует кислород воздуха, что вызывает интенсивное окисление образцов, а при работе с граммовыми количествами происходит значительное радиогенное разогревание образцов, приводящее к необходимости их принудительного охлаждения.

.дают способностью перекрывать поверхностные дефекты и изолировать объем образца от окислительной среды. Продукты окисления, как правило, нелетучие при температурах «чумы», локализуются в порах и трещинах. Образование окислов сопровождается увеличением объема, иногда в 2—3 раза, что приводит к возникновению внутренних напряжений, под воздействием которых происходит быстрый рост трещин и, в конце концов, разрушение образца. В случае поверхностных слоев на металлах разрушение может усугубляться проникновением, отдельных трещин к металлической основе. Интенсивное окисление металла будет ускорять разрушение покрытия.

Например, в детали из сплава ЖС6У излом по сквозной трещине (рис. 142) имел интенсивное окисление, несколько сглаженный рельеф. В пределах нескольких малых участков, прилегающих к внешней и внутренней поверхностям, при макроанализе с трудом выявлялись радиальные рубчики и очень слабые кольцевые линии. На электронных фрактограммах с этих участков выявилась характерная микроскладчатость, которая наблюдается в данной группе сплавов при повторных нагружениях; микроструктурный анализ дополнительных в зоне излома трещин показал смешанный характер их распространения. Наличие многих очагов в изломе, дополнительных, межзеренных трещин, фрактографических признаков повторного нагружения привело к заключению о термоусталостном характере разрушения.

т. е. связанным с пластической деформацией, образованием и разрушением вторичных защитных структур на основе взаимодействия металла с химически активными добавками, но по интенсивности может изменяться как в сторону уменьшения, так и увеличения. Стойкость против задира резко увеличивается. Тонкие слои антифрикционных металлов на телах качения защищают поверхность стали от взаимодействия с кислородом воздуха, т. е. играют роль смазочной среды. Поэтому покрытие рабочих поверхностей подшипников качения тонким слоем антифрикционных металлов предотвращает интенсивное окисление поверхностей трения и снижает скорость окислительного износа. Тонкие пленки увеличивают также площади фактического контакта при соприкосновении тел качения,

800° С, иначе начинается интенсивное окисление. Особое внимание следует обращать на технику безопасности при обработке бериллия. Обработка ведется, как правило, всухую, чтобы не загрязнять стружку, которая из-за большой стоимости бериллия должна идти на переработку. По обрабатываемости бериллий можно сравнить с чугуном, но он более хрупок и обладает большей истирающей способностью.

Кроме того, при попадании абразивных частиц и грязи в смазку происходит более интенсивное окисление смазки, изменение ее физико-химических свойств.

При сварке высоколегированной марганцево-алюминиевой стали аустенитаыми электродами, в состав стержней которых входит повышенное количество алюминия (до 5%), между алк.-минием и компонентами покрытия — обычно достаточно стойкими окислами — происходят реакции. В результате таких реакций имеет место интенсивное окисление алюминия и значительное восстановление кремния углерода из покрытия электрода [1, 2].

Коррозионная стойкость сплавов на воздухе не отличается заметно от аналогичных свойств молибдена до температуры 450— 500° С. При более высоких температурах начинается интенсивное окисление сплавов с образованием жидких окисных продуктов эвтектического характера. Слой гальванического никеля толщиной 15—30 мк хорошо защищает сплав от окисления до 450° С в течение нескольких сотен часов.

Теплообмен при кипении. В процессе кипения происходит интенсивное парообразование во всем объеме кипящей жидкости с образованием паровых пузырьков. Этот процесс протекает при температуре насыщения Г„ или несколько превышающей это значение и сопровождается поглощением теплоты фазового перехода. Различают кипение жидкости в большом объеме и кипение

нием горючей части пылинки и сопровождается выделением соответствующего количества тепла. Процессы нагрева, газификации, воспламенения и горения частиц топлива происходят при перемещении этих частиц воздухом и газообразными продуктами сгорания по топочной камере от места входа частиц в топку до места выхода их из топки в фестон и далее в пароперегреватель. Поток воздуха и раскаленных продуктов сгорания со взвешенными в этом потоке нагревающимися, газифицирующимися и горящими частицами топлива образует так называемый факел, зрительно воспринимаемый как ярко светящееся пламя. Факел занимает в топочной камере некоторую область, очерченную расплывчатым пульсирующим контуром и обусловленную законами движения газов в ограниченном объеме. Температура, развивающаяся в факеле пылеугольной топки, доходит до 1300—1400 и даже 1500° С, в соответствии с чем факел излучает большое количество тепла. Это тепло в подавляющей своей части воспринимается топочными экранами, в которых в результате этого происходит очень интенсивное парообразование, так что топочные экраны оказываются наиболее эффективной поверхностью нагрева котельного агрегата. После того как горючая масса топливной пылинки выгорит, от пылинки остается частица золы, обычно расплавленная, -поскольку температура в факеле, как правило, превосходит температуру плавления золы топлива. Основное количество этих частиц в топках обычных конструкций уносится из топочной камеры газообразными продуктами сгорания в газоходы котельного агрегата. В правильно спроектированной и нормально работающей топке частицы золы при выходе из топки застывают. Меньшая часть золовых частиц, сплавившись между собой и образовав крупные капли шлака, выпадает из факела и, охладившись по пути, проходит сначала через золовую воронку, а затем через горловину 14 и поступает в шлаковый комод, откуда периодически или непрерывно удаляется.

Область IV расположена от сечения, в котором фиксируется тем или иным методом появления пара, до сечения Г, в котором начинается интенсивное парообразование, пузырьки пара начинают отрываться от поверхности нагрева. При этом существенно увеличивается истинное объемное паросодержание, гидравлическое сопротивление, коэффициент теплоотдачи, а температура стенки или принимает постоянное значение, или несколько падает (особенно в области низких давлений). Это сечение обычно называется сечением начала интенсивного парообразования.

При движении недогретой или испаряющейся жидкости в криволинейных каналах зоны отрыва на вогнутой и выпуклой поверхностях стимулируют интенсивное парообразование. На конфузор-ных участках вогнутой и выпуклой поверхностей канала также стимулируется парообразование, а в диффузорных областях при безотрывном 'обтекании переход к пузырьковой и парокапельной структурам задерживается. Из-за несимметричности расположения конфузорных и диффузорных участков, а также отрывных областей следует предположить неравномерное распределение структур (капельная, пузырьковая, пробковая и др.) испаряющейся жидкости в криволинейных каналах.

Подчеркнем еще раз, что если при течении в криволинейном канале отрывы приводят к интенсивной конденсации пара, то в потоке недогретой жидкости отрывы вызывают интенсивное парообразование. Опыты показали, что при различных начальных параметрах распределение давлений сохраняется качественно неизменным. Однако обнаружено значительное влияние геометрического параметра bja на коэффициент сопротивления канала и его зависимость от недогрева АГН. Соответствующие графики приведены на рис. 7.19,а в виде зависимости относительного коэффициента сопротивления ? = ?/?о от недогрева, где ?о—коэффициент сопротивления канала в однофазной среде. Кривые расслаиваются по геометрическому параметру Ъ\ при относительном недогреве AfH^30-10~3. Можно полагать, что при малых недогревах<. в канале последовательно формируется пузырьковая, а затем и паро-капельная структура; коэффициенты потерь при этом достигают максимальных значений. Источниками дополнительных потерь кинетической энергии являются интенсификация вторичных вихревых течений, расширение отрывных зон, фазовые переходы, взаимодействие фаз, неравновесность и метастабильность процесса.

В этих условиях при высоких тепловых нагрузках и больших скоростях двухфазного потока интенсивное парообразование сопровождается значительным уносом капель жидкости. В результате температура потока может оказаться ниже температуры на-

У одножаротрубных котлов жаровая труба делается с некоторым смещением относительно центра котла в одну сторону. При таком расположении в узком пространстве между трубой и корпусом барабана происходит более интенсивное парообразование, вследствие чего усиливается циркуляция воды в котле.

В процессе растопки котельного агрегата (пуска его в ход) притсж тепла через металлическую стенку котла к воде расходуется сначала на постепенный догрев воды до температуры кипения, а затем и на частичное ее испарение. Пока котел герметически закрыт, тепло тратится, главным образом, на увеличение давления в котле, являющееся фактором, тормозящим развитие процесса парообразования. После доведения давления в котле до заданного предела из котла может быть начат отбор пара, весь дальнейший приток тепла может уже расходоваться на интенсивное парообразование. Постоянство давления в котле поддерживается при этом путем соблюдения постоянного равновесия и наиболее точного баланса между количеством тепла, передаваемо-го котлу продуктами сгорания и вносимого в него питательной водой, и количеством тепла» выносимого из котла паром. При наличии постоянных потерь воды из котла эти потери также, конечно, приходится учитывать.

В гидравлике наибольшее значение имеет условие, при котором начинается интенсивное парообразование по всему объему — кипение жидкости. Для начала процесса кипения должны быть созданы определенные условия (температура и давление). Например, дистиллированная вода закипает при нормальном атмосферном давлении и температуре 100 "С. Однако это является частным случаем кипения воды. Та же вода может закипеть при другой температуре, если она будет находиться под воздействием другого давления, т. е. для каждого значения температуры жидкости, используемой в гидросистеме, существует свое давление, при котором она закипает. Такое давление называют давлением насыщенных паров /?„.п. Величина рнп всегда приводится в абсолютных давлениях и зависит от температуры.

Высокая интенсивность процесса теплообмена в тонких пленках и удовлетворительная работа теплообменников такого типа в безнакипном режиме при температурах 110—125°С, а также интенсивное парообразование в условиях

Конструкции выпарных кристаллизаторов. Выпарной кристаллизатор с естественной циркуляцией маточного раствора снабжен выносной нагревательной камерой 4 и солесборником 5 (рис. 5.3.14). Нагревательная камера 4 и сепаратор 2 соединены между собой циркуляционными трубами 3 и б. В греющих трубках раствор испытывает дополнительное давление столба жидкости, находящейся в «подъемной» трубе 3, поэтому интенсивное парообразование начинается лишь при переходе перегретого раствора по трубе 3 в сепаратор.