Интенсивности нагружения

Декеном с сотрудниками [39] была проведена экспериментальная работа по определению среднего коэффициента теплоотдачи в сечении при N^20 методом, основанным на аналогии тепло- и массообмена при испарении нафталиновых шаров диаметром 30 мм. Нафталиновые шары закладывались в слой керамических шаров в трубе диаметром 600 мм (объемная пористость т = 0,40). Расположение шаров в слое было различным в разных сериях опытов, часть опытов была проведена для определения интенсивности массообмена в пристеночном слое при Re = 3-103. Эксперименты показали, что испарение шаров у стенки происходит на 7% быстрее, чем шаров, расположенных в центре слоя.

Для расчета явного теплообмена было бы достаточно уравнения (2-12) в совокупности с уравнениями теплового баланса и состояния сред, так как такая система уравнений является замкнутой. Однако для взаимосвязанных процессов тепло- и массообмена это уравнение не годится, так как в нем не отражено влияние массообмена на теплообмен. Вывод уравнений, в которых было бы это учтено, необходимо делать отдельно. При этом алгоритм вывода уравнения интенсивности теплообмена может быть взят за основу при выводе соответствующих уравнений интенсивности массообмена и тепломассообмена для системы «газ — жидкость».

Таким образом, получили дифференциальное уравнение интенсивности массообмена. Интегрируем его:

Поскольку отношение среднего концентрационного напора к максимальному Ad = AdT/Auf0 аналогично относительному температурному напору характеризует интенсивность процесса, уравнение (2-37) можно назвать уравнением интенсивности массообмена.

Помимо толщины вытеснения, можно использовать и ряд других параметров для описания развития пограничного слоя. Полная толщина пограничного слоя, характеризуемая расстоянием от стенки до точки, в которой скорость равна 0,99 ие, является вполне очевидным параметром. Указанная величина представлена на фиг. 4. На левом графике показана зависимость толщины от теплообмена, на правом — от массообмена. Зависимость остальных параметров аналогичным образом представлена на фиг. 5—7. К числу этих параметров относятся толщина вытеснения, толщина потери импульса и толщина потери энергии соответственно. При отсутствии массообмена эти параметры нарастают примерно линейно с расстоянием от передней кромки. Понижение температуры стенки ведет к уменьшению б и б* и росту 0 и в. Увеличение интенсивности массообмена также ведет к примерно линейному нарастанию этих толщин, причем вдув оказывает наиболее заметное влияние на 9 и в и меньше влияет на б* и б.

Как видно из данных фиг. 14, cf сильно зависит от интенсивности массообмена. При относительно низкой скорости вдува воздуха, составляющей 0,25% массовой скорости невозмущенного потока (2cqlcin = 3,5), наблюдается уменьшение коэффициента трения до 25% значения cfo. Хотя экспериментальные данные имеют значительный разброс, прямая, проведенная через экспериментальные точки на фиг. 14, дает простое эмпирическое уравнение

4. Скорость проникновения неперемешанных газов в перемешанные и есть скорость смешения. Эта скорость зависит от величины поверхности соприкосновения объемов неперемешанных газов (молей), от разности парциальных давлений или концентраций газов в этих объемах и от интенсивности массообмена, т. е. от молярного переноса и от молекулярной диффузии.

удержания частиц на стенке трубы зависит от многих факторов и, в частности, от интенсивности массообмена, шероховатости поверхности, температуры стенки трубы, разноименности зарядов частиц и стенки трубы и т. п.

Для оценки интенсивности массообмена между ядром потока и пристенным слоем необходимо знать концентрацию примесей в жидкой фазе ядра потока и пристенного слоя. Обычно для граничного сечения, в котором эффективная концентрация равна пределу растворимости, берут растворимость в воде веществ, соответствующую эффективной температуре пристенного слоя. При высоких тепловых нагрузках эффективную температуру пристенного слоя примерно можно принять равной температуре насыщения.

словливают повышение интенсивности массообмена с увеличением скорости потока.

2. Постепенное увеличение разницы в интенсивности массообмена свидетельствует о том, что царопроизводительность по длине канала является переменной. По мере приближения к критическому паросодержанию она увеличивается.

Обычно коэффициент запаса л детали по разрушению при переменных напряжениях определяют по формулам, полученным с помощью диаграммы предельных циклов (см. рис. 56 и 57). При этом предполагают, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными.

Обычно коэффициент запаса п детали по разрушению при переменных напряжениях определяют по формулам, полученным с помощью диаграммы предельных циклов (см. рис. 56 и 57). При этом предполагают, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными.

При оценке характера и причин поломок необходимо иметь в виду, что со времени появления первых трещин (которые можно обнаружить визуально или способами дефектоскопии) до окончательного разрушения иногда проходит много времени. На пример, валик из закаленного чугуна при непрерывной работе листового прокатного стана работал несколько недель после появления первой трещины на его шейке. Срок работы детали от появления первых трещин до возможного ее излома определяется также конструктивными особенностями и степенью интенсивности нагружения детали в работе, например при сменах периодов большой нагруженности периодами малой нагруженное™.

Другим фактором, определяющим характер посадки, ее плотность является интенсивность и динамика нагружения. По интенсивности нагружения подшипниковых узлов, определяемой отношением эквивалентной радиальной нагрузки Рг и радиальной динамической грузоподъемности Сг, режимы их работы подразделяют на легкий, нормальный, тяжелый и режим "особые условия" (табл. 84).

возрастание усталостных повреждений происходит по нелинейному закону. С увеличением интенсивности нагружения относительное влияние повышения средних напряжений на величину накопленных повреждений уменьшается.

Другой причиной, обусловливающей наблюдаемое на практике рассеяние усталостной долговечности, является различие в интенсивности нагружения однотипных элементов конструкции, проявляющееся в особенностях эксплуатации конкретного ее экземпляра. Различие в нагруженности проявляется как в параметрах процессов на каждом из однотипных режимов работы, так и в долях времени работы на этих режимах. Рассеяние долговечности, обусловленное этими факторами, в отличие от рассеяния долговечности, обусловленного факторами рассеяния прочностных характеристик материалов, будем называть реализационным рассеянием.

личных повреждений, что в конечном счете предопределяет их долговечность. Величина повреждения зависит не только от интенсивности нагружения, но и от качества (потенциальных возможностей) материалов, из которых изготовлены сами элементы конструкций. Указанные повреждения будем трактовать только как усталостные, которые зависят от уровня напряжений и прочностных характеристик материалов. Полученные результаты могут быть использованы и при анализе накопления повреждений других видов.

Известно, что для некоторых материалов темп снижения предела выносливости зависит не только от величины усталостного повреждения, но и от уровня напряжений, при котором происходило нагружение. В этом случае для описания кинетики снижения предела выносливости в соотношение (13.23) необходимо внести соответствующие коррективы. Так, полагая, что скорость снижения предела выносливости зависит еще и от интенсивности нагружения, можно принять, что

Полученное выражение для скорости накопления усталостных повреждений (13,34) так же, как и в рассмотренном выше простейшем примере детерминированного нагружения (см. рис. 13.10), не может быть представлено в виде произведения двух функций, одна из которых зависит только от накопленного к данному моменту времени повреждения v, а другая — только от параметра интенсивности нагружения s. В этом случае процесс накопления усталостных повреждений также не будет автомодельным и правило суммирования относительных долговечностей также не будет выполняться. При этом результат расчета усталостной долговечности будет зависеть от истории нагружения. Пусть, например, эта история состоит в том, что элемент конструкции нагружается в течение «i циклов с параметром интенсивности воздействий sls, в течение л2 циклов с параметром интенсивности воздействия % и т. д., а принцип сильного перемешивания для режимов нагружения не выполняется (рис. 13.14, а). Тогда за k блоков нагружения суммарное усталостное повреждение

Т — время работы подшипника в часах или долях часа в зависимости от интенсивности нагружения, определяется из условий режима работы; to — температура окружающего воздуха. Время нагрева до максимальной разницы температур вала и воздуха при непрерывной работе определяется по формуле

Обычно коэффициент запаса п детали по разрушению при переменных напряжениях определяют по формулам, полученным с помощью диаграммы предельных циклов (см. рис. 56 и 57). При этом предполагают, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными.