Интенсивное повышение

Простейшая топка с кипящим слоем (рис. 17.8) во многом напоминает слоевую (см. рис. 17.6) и имеет с ней много общих конструктивных элементов. Принципиальное различие между ними заключается в том, что интенсивное перемешивание частиц обеспечивает постоянство температуры по всему объему кипящего слоя.

[as=s'250 Вт/(м"'-К), что в некоторых случаях позволяет уменьшить металлоемкость котла по сравнению с традици-онным. Топливо устойчиво горит при его содержании в кипящем слое, составляющем 1 % и менее; остальные 99 % с лишним — зола. Даже при столь неблагоприятных условиях интенсивное перемешивание не позволяет зольным частицам блокировать горючие от доступа к ним кислорода (в отличие от плотного слоя). Концентрация горючих при этом оказывается одинаковой по всему объему кипящего слоя. Для удаления золы, вводимой с топливом, часть материала слоя непрерывно выводится из него в виде мелкозернистого шлака — чаще всего просто «сливается» через отверстия в подине, поскольку кипящий слой способен течь как жидкость. При Г—\ %, Qf= = 16 МДж/кг и А =3(1%, например, формулы (17.3) и (17.4) дают^'х« 0,6 %. Фактически механический недожог с шлаком будет еще меньше, ибо доля золы, переходящей в шлак, составляет в топках с кипящим слоем около 70— 80 % (остальные 20—30 % золы уносят ся из топки с газами).

3. Значительный перегрев расплавленного металла и его интенсивное перемешивание.

При способах сварки плавлением, особенно с использованием дуги, происходит интенсивное перемешивание жидкого металла как вследствие его движения из передней части ванны в заднюю, так и под влиянием других воздействий источника теплоты на жидкий металл. Происходит интенсивный теплообмен между отдельными порциями различно нагретого жидкого металла, а также вследствие теплоотвода в твердый металл. По этой причине энергетическое состояние ванны целесообразно характеризовать не только возможными максимальными и минимальными температурами, но и средней температурой жидкого металла. Она зависит от режима сварки (тока, напряжения, скорости сварки), характера подачи присадочного металла, устойчивости дуги и положения ее активного пятна. Например, средняя температура ванны при аргонно-дуговой сварке алюминиевого сплава АМгб может изменяться от 920 до 1050 К при возрастании тока от 300 до 450 А при ?/д= 14 В и от 1070 до 1200 К при ?УД=8 В, в то время как температура плавления сплава АМгб составляет около 890 К.

Следует учесть, что интенсивное перемешивание шлака с металлом приводит к извлечению значительной части FeO в шлаковую фазу:

5. Интенсивное перемешивание металла ванны.

Науглероживание идет тем быстрее, чем выше температура расплава; больше поверхность соприкосновения твердой и жидкой фаз; интенсивное перемешивание, отражаемое коэффициентом; выше реакционная способность науглерожива-теля.

Температура 293—298 К Интенсивное перемешивание

Температура 293—298 К Интенсивное перемешивание

В случае противоположного направления вынужденной и свободной конвекции в вертикальных трубах происходит интенсивное перемешивание жидкости, и уже при Re > 250 течение под чиняется закономерностям турбулентного движения. Следует отметить, что интенсивность смешанной конвекции в горизонтальных трубах выше, чем в вертикальных (при совпадении направлений вынужденной и свободной конвекции). Это объясняется наложением поперечной циркуляции на движение жидкости вдоль оси.

ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ (от лат. turbulen-tus — бурный, беспорядочный) — течение жидкости (или газа), при к-ром частицы жидкости совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям. При Т. т. скорость жидкости и её давление в каждой точке потока хаотически пульсируют. В отличие от ламинарного течения, при Т. т. происходит интенсивное перемешивание движущейся жидкости. Т. т. возникает в результате потери устойчивости ламинарного течения, наступающей при увеличении Рейнолъдса числа до

При этом прослеживаются два этапа развития трещины. На первом этапе в вершине зародившейся трещины как остром концентраторе напряжений происходит интенсивное повышение напряженного состояния металла, которое, согласно классическим представлениям механохимии металлов, вызывает электрохимическую активизацию трубной стали и, как следствие, ее интенсивное коррозионное разрушение (второй этап). О последнем свидетельствуют обнаруженные в полости трещины, наряду с продуктами коррозии, "островки" металла, обособившегося от основного. Кроме того, наблюдается характерное ветвление трещины, вследствие попеременной смены активно-пассивных участков металла на "берегах" трещины в процессе ее развития в присутствии формирующейся на поверхности оголенной трубы карбонат-бикарбонат-ной среды. Причем в структуре обособившегося металла сохраняется характерная для трубной стали строчечность. Такой вид трещины является классическим примером коррозионно-механичес-кого разрушения.

Ударная вязкость стали в зависимости от температуры отпуска изменяется следующим образом. У закаленной углеродистой стали при обычном испытании на ударный изгиб вязкость сохраняется низкой вплоть до температуры отпуска 400°С, после чего начинается интенсивное повышение ударной вязкости; максимум ее достигается при 600°С. В некоторых сталях (легированных) отпуск примерно при 300°С снижает ударную вязкость, которая повышается лишь при отпуске выше 450— 500°С. Явление это будет рассмотрено дальше (гл. XVI, п. 2).

Третья стадия - стадия деформационного упрочнения. На этой стадии в пластичных металлах и сплавах наблюдается интенсивное повышение плотности дислокаций и формируется дислокационная ячеистая структура, а при определенном критическом напряжении <тск, предложенном И.А. Одингом и Ю.П. Либеровым, на поверхности металла появляются субмикротрещины размером порядка 1 - 3 мкм. Внутри металла также образуется дефектная структура в областях с критической плотностью дислокаций. Завершается эта стадия при достижении максимальной нагрузки и начала шейкообразования.

На стадии циклического деформационного упрочнения происходит интенсивное повышение плотности дислокаций в пластичных металлических материалах (рис. 18). При этом наблюдается большое разнообразие формирующихся дислокационных структур в зависимости от типа кристаллической решетки и структурного состояния металлических материалов. Однако если просто изучать все многообразие дислокационных структур, то очень трудно иыявить общие закономерности накопления повреждений в процессе усталости. Важно рассмотреть эволюцию дислокационных структур при характерных (пороговых) условиях пластической деформации и разрушения. В этом смысле весьма перспективно привлечь к анализу представления синергетики (области научных исследований, целью которых является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы). Подходы синергетики позволяют описывать сложное поведение открытых систем (а образец или конструкция, которые испытываются на усталость, являются открытыми системами), не вступая в противоречие со вторым законом термодинамики. Синергетика оперирует диссипативными структурами, образующимися в неравновесных условиях в результате обмена энергией (или энергией и веществом) с окружающей средой при подводе внешней энергии к материалу.

С повышением мощности энергоблоков уменьшаются их металлоемкость, капитальные затраты на их производство и на строительство электростанций (в расчете на 1 кВт установленной мощности), число обслуживающего персонала и расход топлива (рис. 8.3). Так, с увеличением мощности блока ПТУ с 600 до 1800 МВт стоимость строительства уменьшилась на 12%, эксплуатационные расходы — на 3%, удельный расход топлива — на 3%. Расход топлива сокращается из-за того, что с укрупнением блока уменьшаются относительные потери тепла в котлоагрегате и турбине. Неудивительно, что за последние 20 лет шло особенно интенсивное повышение мощности энергоблоков (рис. 8.4), которая теперь составляет 500—800 МВт. Ведутся работы по созданию блоков мощностью 1200 МВт и выше.

На рис. 70 приведена зависимость температуры удара от параметра s. С увеличением характерного размера наблюдается интенсивное повышение температуры удара. Отношение поверхности к объему уменьшается, что приводит к увеличению удельной энергии удара, а следовательно, к увеличению фактической температуры.

При температуре до 150—180°С связь волокон с матрицей осуществляется за счет механического сцепления и сил Ван-дер-Ваальса. Разрушение образцов, полученных по этим режимам, происходило по границе раздела волокно—матрица. Интенсивное повышение прочности связи начинается при температурах подогрева волокон выше 200° С, и при температуре волокон 300° С прочность сцепления возрастает от 3 до 6 кгс/мм2. Дальнейшее повышение температуры волокон нежелательно, так как оно приводит к заметному снижению прочности самих волокон и композиционного материала.

Отпуск при температуре 200-400° С холоднотянутой проволоки значительно повышает её упругие свойства. Исследования показали, что интенсивное повышение упругих свойств пружин наступает в первые 3—5 мин. выдержки [9]. Одновременно с изменением упругих свойств происходит деформация пружин: диаметр пружин уменьшается, а длина и число витков возрастают. Величина деформации зависит от саойств материала, от конструкции и размера пружин, от температуры и времени выдержки при отпуске. Во всех частях нагревательной камеры отпускной печи необходимо соблюдать равномерную температуру. Нагрев пружин при отпуске производят в нефтяных печах, масляных или соляных ваннах состава 40% СаС12 и 60% NaCI. Температура и время выдержки при отпуске приведены в табл. 54 [12, 6, 7].

Другой эксперимент был проведен на турбине АК-70-30 ХТГЗ, установленной в г. Рейнсберге (ГДР). Из графиков на рис. 9.15 следует, что относительный прирост КПД турбины Ar\oi^2 %; наи-•более интенсивное повышение отмечено при малых концентрациях ОДА. Измерения за турбиной показали, что диаметры капель уменьшаются почти в 2 раза.

О влиянии степени деформации на характеристики механических свойств можно судить по диаграмме, представленной на рис. 9. Заготовки из стали 40Х2Н4С в виде пластин толщиной 20 мм нагревали до 950° С, прокатывали с этого нагрева за один проход на разные степени обжатия и закаливали в масле. Из полученных полос были изготовлены образцы путем всестороннего шлифования при тщательном охлаждении для предотвращения пережогов и отпуска. Результаты т/г% испытаний образцов представлены на за рис. 9. Образцы в данном случае после закалки прошли отпуск при температуре, постоянной для стали каждой марки. Из диаграммы видно, что все характеристики механических свойств с увеличением степени обжатия до 60% непрерывно возрастают. Однако повышение их идет неравномерно. Наиболее интенсивное повышение предела прочности и предела текучести наблюдается при степенях обжатия 20—30%, а при

При ВТМО в районе температур отпускз, дз-ющих после обычной ззкзлки провал ударной вязкости, наблюдзется нзиболее интенсивное повышение ее по мере увеличения степени обжзтия. : При степенях обжатия выше 50% этот провал исчезает, кривая изменения ударной вязкости плавно возрастает от температуры отпуска 200° С к более высоким температурам.