Интенсивности облучения

Основной областью применения пористых электронагревателей является подогрев газов и жидкостей. Существенное преимущество их перед обычными омическими при высокотемпературном нагреве газа заключается в том, что при одинаковой предельной температуре тугоплавкого материала температура газа в пористом нагревателе достигает наибольшей величины вследствие высокой интенсивности объемного теплообмена.

На рис. 4.7 показано влияние паросодержания в потоке на величину [1 - (1 - s)1/2]~', которая согласно (4.8) характеризует изменение интенсивности объемного теплообмена при испарении потока. Отсюда следует, что интенсивность теплообмена в рассматриваемом процессе в значительной степени зависит и от х, и от п.

Форсированный режим теплопереноса. При увеличении внешней тепловой нагрузки возрастает количество теплоты, передаваемое в единице объема от пористого материала к теплоносителю. При этом вследствие конечности величины hv интенсивности объемного внутрипорового теплообмена становится заметной и постепенно возрастает разность температур Т - 1 между каркасом и охладителем. Следует ожидать, что конечность величины hv отразится на результирующей интенсивности передачи теплоты от стенки канала к протекающему сквозь проницаемую матрицу теплоносителю.

Решения (5.57).«..(5.60) отличаются от результатов (5.22)...(5.28) при локальном тепловом равновесии (Т = t) для предельного случая (5.34) без учета осевой теплопроводности (Ре-»• °°, 5И = 4р21/Ре) появлением коэффициента (1 + 4juJ/у2), который и учитывает влияние конечности величины йу интенсивности объемного внутрипорового теплообмена у2 = /zv62/X. При у2 -+°°, когда (1 + 4ju2/-y2) -* 1, имеем T = t. Поэтому анализ результатов (5.57) ...(5.60) целесообразно провести для выяснения влияния параметра у2 при уменьшении его от у2 =°°.

Из (5.61) легко определить то предельное значение параметра у , начиная с которого следует учитывать влияние конечности интенсивности объемного теплообмена йу на уменьшение теплоотдачи от стенки канала к протекающему внутри проницаемой матрицы теплоносителю. Например, из условия, что отношение Nu^/Nu^o» снижается не более чем на малую величину е, следует: у2 > 2Nufc J е для плоского и?2 >4Nujtoo/e для круглого каналов. Здесь Nu^ зависит только от интенсивности внешнего теплообмена (см. рис. 5.3).

Здесь следует более подробно остановиться на количественной стороне результатов. Значение параметра 7i =31,6 при указанных выше величинах X, 5 получено при интенсивности объемного внутрипорового теплообмена Лу1 = Ю8 Вт/(м3 -К). С учетом выполненной ранее оценки такое значение ftvl является реальным и даже существенно заниженным. В то же время из данных, приведенных на рис. 6.6, а, следует, что при 7i > 31,6 длина К - L области испарения мала и не превышает 0,1 толщины стенки 6, т. е. при этих условиях k —I можно считать величиной достаточно малой и в некоторых случаях (например, при умеренных внешних тепловых потоках) область испарения можно принять в виде поверхности k — I -»• 0. В этом случае достаточно справедливы принятые допущения о постоянстве йу[ и ts в области испарения.

Температурное состояние в области испарения и ее протяженность рассчитывались при средней интенсивности объемного теплообмена /zvl = = 3 • 108 Вт/ (м3 • К). Для исследованного диапазона параметров это дает максимальную относительную протяженность этой области k -I =0,03, которая и использовалась в расчетах. Сравнение расчетных и экспериментальных данных по распределению температуры пористого металла показывает их хорошее совпадение в области испарения. Отсюда следует, что средняя интенсивность объемного теплообмена в ней по крайней мере не меньше величины йу1 = 3 • 108 Вт/ (м3 • К) (что соответствует ее качественной оценке, выполненной ранее), а при исследованном уровне плотностей внешнего теплового потока до q — 2,3 • 106 Вт/м2 протяженность области испарения мала и эту зону можно принять в виде поверхности фазового превращения.

На основании приведенных на рис. 7.2...15 данных и особенно в результате сравнения изображенных на рис. 7.2, а и 7.5 значений длины k-l области испарения можно сделать важный вывод о том, что для рассмотренных условий передача теплоты теплопроводностью из парового участка в зону испарения качественно изменяет характер теплообмена. Протяженность зоны испарения резко сокращается вследствие увеличения длины парового участка и при интенсивности объемного теплообмена йу = 108 Вт/(м3 -К) (7-31,6) ее толщина не превышает k - I = 0,1 вместо (k - [) ад = 0,67 при отсутствии теплового потока из парового участка. Следует отметить, что при малой величине k — I справедливо допущение о постоянстве ts в зоне испарения.

На практике могут встретиться случаи, когда тепло возникает внутри .объема тела за счет внутренних источников тепла, например за счет прохождения электрического тока, химических реакций, ядерного распада и др. Поскольку объемное тепловыделение может быть не только равномерным, но и неравномерным; для таких процессов важным является понятие удельной интенсивности объемного тепловыделения или мощности внутренних источников. Эта величина, обозначаемая qv, определяет собой количество тепла, выделяемого единицей объема тела в единицу времени; она имеет размерность Вт/м3. При поглощении тепла внутри объема тела, например, при эндотермической реакции величина qv отрицательна; она характеризует интенсивность объемного стока тепла.

При испытании цилиндрических образцов при нагрузках от 0,2 до 3,5 кгс на графике зависимости интенсивности объемного изнашивания AF/As от нагрузки Р получили прямые линии, отсекавшие по оси абсцисс отрезок Р = Ph, т. е. выполнялось условие

Результаты некоторых экспериментов приведены в табл. 1.3 и 1.4. Отмечается также, что количество разложившегося углеводорода увеличивается с увеличением интенсивности облучения, давления облучаемого газа и суммарной дозы облучения. Тщательные определения выходов

срок службы может достигать нескольких лет в зависимости от интенсивности облучения.

материала. Значительно сложнее температурная зависимость изменения структуры полимера, т. е. С. п. м. Ее удалось установить только по отношению к нек-рым механич, показателям. Зная эту зависимость, удается достаточно удовлетворительно экстраполировать данные ускоренного темп-рой старения на нормальные условия эксплуатации или хранения полимерного материала. Остальные методы ускоренного С. п. м. дают только сравнит, результаты, к-рые следует рассматривать как качественные и то с осторожностью. Известны случаи, когда из-за различной чувствительности С. п. м. к изменению ускоряющего агента — давления кислорода, интенсивности облучения и т. д., включая в ряде случаев и повышение темп-ры, полимер, более стабильный к старению при условиях эксплуатации изделия, чем другой полимер, обменивается с ним местами в условиях ускоренного старения. С. п. м. часто сопровождается выделением летучих продуктов, особенно при высоких темп-pax, вследствие этого нельзя проводить старение различных материалов в одной камере во избежание миграции летучих ингредиентов. По той же причине необходима медленная аэрация камеры ламинарным потоком подогретого воздуха, влажность к-рого также должна быть строго определена. С. п. м., вызываемое только теплом, обычно связано либо с легкостью термич. деструкции с последующим цепным процессом деполимеризации и структурирования, либо с нецепной реакцией циклизации. В первом случае наименее стабильны полимерные материалы, отличающиеся малыми теп-лотами полимеризации, что связано со стерич. эффектами; таковы полиметилмет-акрилат, по лиальфаметил стирол, по-лиизобутилен и другие. Наоборот, высокая теплота полимеризации гарантирует стабильность к термодеструкции (напр., полиэтилен, полифенолы и др.). К термоциклизации склонны полимеры со значит, содержанием боковых винильных группировок (натрийбутадиеновый каучук и др.). Окислит, процессы легче всего протекают в полимерах со значит, содержанием двойных связей в положении 1,4 (полиизопрен). Весьма стабильны полимеры с полярными заместителями, напр, фтор-полимеры. Высокой стойкостью к тепловому старению обладают полимеры, содержащие фенольные кольца в главной цепи. В зависимости от состава и строения молекулы полимеры не одинаково сопротивляются тепловому старению при различных условиях, что и является причиной необходимости тщательного выбора полимера, наиболее устойчивого при заданных условиях. Здесь имеет значение подбор низкомолекулярных добавок. Для одних полимеров лучшее защитное действие оказывают противостарители типа фенолов, для других — амины и т. д. Для повышения стабильности полимерных материалов к окислению при утомлении применяются соединения с двумя функциональными

Изменение упругих свойств твердого тела в результате облучения состоит в заметном повышении модуля упругости. Например, облучение графита в реакторе дозой 102° нейтрор/см* приводит к повышению модуля упругости в 3 раза. Теоретически это явление связывают с внедренны- ._,-,, ми атомами. Один процент внедренных атомов повышает модуль упругости меди на 7%. Удалось повысить модуль упругости меди на 15—20% при дозе облучения 4-1012 нейтрон /см?х). Увеличение модуля упругости с повышением уровня интенсивности облучения, начиная от некоторой дозы, перестает быть пропорциональным дозе облучения. Медь «насыщается» облучением, т. е. при увеличении дозы облучения сверх некоторого значения дальнейшего роста модуля упругости не происходит. При облучении тела обнаруживается изменение внутреннего трения. В меди удалось достигнуть уменьшения

Фотохимическая деструкция происходит под влиянием световой энергии. Степень фотохимической деструкции зависит от длины волны ультрафиолетового света, интенсивности облучения и строения пластмассового материала. Химическая деструкция происходит под действием различных химических агентов: воды, кислот, кислорода и т. д.

Влияние интенсивности облучения может быть оценено по результатам испытаний образцов графита марок КПГ и ГМЗ, облучавшихся при температуре 200—650° С в различных по плотности повреждающих потоках нейтронов. При сопоставлении полученных на образцах графита марки КПГ данных деформацию ползучести приводили к единице нагрузки и к одной температуре (250°С). При этом оказалось (рис. 3.41), что повышение плотности повреждающего потока снижает максимальную деформацию на неустановившейся стадии ползучести. В работе [60, с. 73] отмечалось, что предварительное облучение полностью подавляет неустановившуюся ползучесть, а термический отжиг облученных при 2000° С образцов ее восстанавливает.

Светостойкость лакокрасочных покрытий (условная стойкость). Способность л. к. п. противостоять действию света электрической дуги за определенный отрезок времени. Испытывают по ОСТу 10086—39 и результаты оценивают по изменению цвета, потери глянца, появлению трещин и другим дефектам отдельных участков испытуемого покрытия, подвергавшихся различной интенсивности облучения, путем сравнения с контрольными л. к. п.

Светостойкость лакокрасочных покрытий (условная стойкость). Способность л.к.п. противостоять действию света ксеноновой лампы или других излучений за определенный отрезок времени. Испытывают по ГОСТ 21903—76, и результаты оценивают по изменению цвета, потере глянца, появлению трещин и другим дефектам отдельных участков испытуемого покрытия, подвергавшихся различной интенсивности облучения, путем сравнения с контрольными л.к.п.

Разновидностью метода у-дефектоскопии является ксерорадиография, при которой исследуемое изделие устанавливается перед медной пластинкой, покрытой тонким слоем селена, предварительно заряженного электричеством при помощи коронного разряда. Когда на селеновый слой падает пучок у-лучей, электропроводность пластинки возрастает и освещаемое место начинает разряжаться со скоростью, зависящей от интенсивности облучения. После экспозиции на селеновом слое получается скрытое изображение, плотность которого будет зависеть от неравномерного поглощения исследуемым телом проходящих через него у-лучей. Пластинку затем проявляют, помещая в камеру, в которую через сопло вдувают пыль, заряженную электричеством того же знака, что и заряд селеновой пластинки. Пылинки в меньшем количестве оседают на те места, где плотность электричества больше, и здесь появляется изображение, обнаруживающее дефекты просвеченного изделия. После просмотра изображения пыль с селенового слоя удаляется щеткой, и пластинку можно использовать вновь.

На рис. 5 показана простая схема прибора со счетчиками с питанием от батарей, которая, как показали наши исследования, дает вполне удовлетворительные результаты при интенсивности облучения до 1 мкюри/сек. Такой же прибор может быть выполнен с питанием от сети.

клин. Площадь основания клина соответствует площади сечения катода счетчика. Клин ориентируется своей вершиной в сторону сосуда с радиоактивным поплавком перпендикулярно стенке. Приближение прибора к поплавку приводит к росту интенсивности облучения. В положении «уровень жидкости» свинцовый экран резко снижает интенсивность облучения счетчика.