Идеальной структуры

Для идеальной регенерации а = 1, т. е. Td — Те и Тс — Тп. В действительных условиях значение а составляет 0,5ч-0,8.

При идеальной регенерации о = 1.

1) для идеальной регенерации:

1) при идеальной регенерации:

Если регенерация отсутствует, эти произвольные процессы протекают необратимо. На фиг. 2 представлен такой термодинамический цикл. При полной идеальной регенерации выбранные произвольные процессы 2—5 и 4—/ полностью обратимы.

объединяются и проходят через вторую секцию экономайзера. Па рис. 2-5 состоянию воды за питательным насосом соответствует точка k, а состоянию перед второй секцией экономайзера — точка г. При идеальной регенерации в паровой ступени осуществляется цикл k—г—g'—т—п—о—/—k. Относительное количество образующегося пара возрастает, так как благодаря регенеративному подогреву увеличивается теплосодержание питательной воды /в, входящее в выражение (2-5). Работа 1 кг пара уменьшается, а общая работа установки и ее к. п. д. возрастают, что обусловлено снижением степени необратимости цикла.

При идеальной регенерации точки 2 и 6, 3 и 5 лежат попарно на одинаковых изотермах. В действительности Г6 > Т2 и Т5 > Т3, причем степень, регенерации определяется из технико-экономических соображений.

С достаточной для практических расчетов точностью значение г}рт можно определять для условий идеальной регенерации (без учета потерь в регенеративной схеме от дросселирования пара, неравновесности теплообмена и других факторов) по формуле

и, следовательно, чтобы значения ЛГм, т. е. изменения температуры насадки регенератора, были минимальными, нужно минимизировать отношение теплоемкостей рабочего тела и материала регенератора. Более того, для поддержания требуемой разности температур вдоль регенератора необходимо, чтобы кондуктивный перенос тепла в осевом направлении отсутствовал, а по нормали к потоку был максимальным; при выполнении этих условий температура в каждом сечении канала постоянна по ширине насадки. Таким образом, для идеальной регенерации требуется выполнение нескольких почти абсолютно невозможных физических условий.

на рис. 2.21 данные для случая относительной массы задержанного газа Ни=1, т. е. когда масса газа, содержащегося в регенераторе, равна массе газа, прошедшего через него в течение одного периода продувки. Кроме того, при обычном подходе, как правило, предполагается, что периоды продувки одинаковы (это условие известно под названием «сбалансированная регенерация»), и иногда принимается, что эффективность постоянна. В двигателе Стирлинга эти условия не выполняются [16, 34]. До сих пор рассматривались условия для идеальной регенерации, а в первой части главы при анализе основных термодинамических характеристик было наглядно показано влияние отклонений от идеального случая. Если регенератор работает идеально, то суммарный перенос тепла в течение одного цикла равен нулю, и поэтому еще одной характеристикой работы регенератора является QR — количество тепла, перенесенное за цикл. Выражение для QK, как и для других критериев работы, можно найти, применяя аналитические соотношения для иде-

нератор и определить также периодический характер этих нагрузок. В случае адиабатного процесса величина QR также должна быть равной нулю, и этот факт можно использовать в термодинамическом анализе как показатель того, что в анализе достигнуто равновесие, т. е. если величина QK не равна нулю, то, следовательно, еще не достигнута сходимость решения основных уравнений и требуется вновь применить итерационный метод. Для более точных математических моделей, учитывающих все происходящие процессы, величина QR также является важным параметром, так как если член QK начинает периодически изменяться, то решение дает дополнительную информацию о работе регенератора. Лишь более совершенный анализ позволяет получить численные результаты. Однако этот простой подход показал, что изменение давления в двигателе может привести к дополнительным отклонениям от идеальной регенерации. Такой эффект может быть очень важен для более глубокого понимания действия регенератора двигателя Стирлинга, и поэтому требуется проведение дальнейших исследований, особенно если принять во внимание результаты работы Хиклинга [34], полученные в 1966 г., хотя и опубликованные в открытой печати лишь в конце 70-х годов. Хиклинг вывел соотношение для QK с помощью иного подхода, а именно рассматривая гидродинамические особенности задачи. При использовании этого подхода соотношение для QR было найдено на основании предположения, что характеристики потока можно описать с помощью закона Дарси для течения в пористой среде [35] и законов для идеального газа:

для идеальной структуры WSi2 для случая цилиндрической съемки от плоского образца без учета тепловых колебаний атомов (табл. 1). Съемки от порошков дисилицида показали близость расчетных и экспериментальных данных.

Отклонения от идеальной структуры, вызванные тепловыми колебаниями, приводят к образованию точечных кристаллических дефектов (вакансий и включений). Эти дефекты имеются во всех кристаллах, как бы тщательно они ни выращивались. Под действием тепловых флуктуации вакансии постоянно зарождаются и исчезают.

6. Несовершенства (дефекты) строения реальных кристаллов металла. Описанная в предыдущем разделе кристаллическая решетка является идеальной. На основе физики твердого тела теоретически найдены механические характеристики, которые должны быть у кристаллов строго идеальной структуры. Сопоставление этих характеристик с обнаруживаемыми в опыте показывает значительное (в десятки и даже в сотни раз) превышение теоретическими значениями опытных. Последнее расхождение объясняется тем, что в реальных кристаллах всегда имеются отклонения от идеального характера атомной решетки, называемые несовершенствами или дефектами строения кристаллов1). Известны различные типы дефектов; классификация их дана в табл. 4.3.

3. Феноменологический и физический пути построения критериев. Описанный выше подход к построению критерия для оценки границы перехода материала в предельное состояние имеет чисто феноменологический характер, никак не связанный с дискретностью строения материи; поэтому и сами критерии имеют чисто феноменологический характер. В отличие от феноменологического, мыслим и физический подход к решению проблемы. Однако даже в случае линейного напряженного состояния или чистого сдвига теоретически находить характеристики, определяющие переход материала в предельное состояние, удается лишь для монокристаллов идеальной структуры. В случае же наличия многообразных дефектов структуры монокристалла, а тем более в случае поликристаллического тела (металла), проблема до сих пор не разрешена надежно даже для отмеченных выше элементарных однородных напряженных состояний. В настоящее время предпринимаются многочисленные попытки в направлении построения физических теорий с использованием методов математической статистики и теории вероятностей, к сожалению, пока далекие от возможности непосредственного широкого их использования .в практических расчетах. Больше других удалось исследовать вопросы хрупкого разрушения, в том числе рассмотреть масштабный фактор и изменчивость прочности, а также явление усталости. Однако будущее принадлежит именно статистическим теориям, описывающим физику явления с единых позиций.

— течения обобщенная 554, 555 Кристалл идеальной структуры 233

такой идеальной структуры включает 24 элемента симметрии

/ — идеальной структуры корунда; 2,3 — зернограничных областей а-А12О3, образованных по типу дефектов слоевой упаковки (2) и "зеркальной" структуры (5)

Существуют два подхода к описанию кристаллического строения вещества: теория совершенной или идеальной структуры и теория несовершенной структуры. Оба подхода целесообразны, так как позволяют объяснить качественно,- а в некоторых случаях и количественно многие свойства твердого тела и процессы, происходящие в нем.

где Rid — коэффициент отражения от идеальной структуры; ф •— угол падения; ? — среднеквадратичная высота шероховатостей, а их корреляционная функция — гауссова. Используя условие Брэгга пк — 2 / cos ф, из этого выражения получаем

Наличие дефектов в отдельных кристаллах и зернах существенно влияет на сопротивляемость металлов и сплавов микроударному разрушению. Изучение этого вопроса представляет большой практический интерес. В настоящее время нет даже приближенной теории, связывающей механические характеристики металлов с количеством, формой и характером распределения в них микро-и макроскопических дефектов. Реальные металлы весьма несовершенны. Отклонением от идеальной структуры прежде всего являются границы зерен, микротрещинки, возникшие в процессе кристаллизации слитка или деформировании металла, макроскопические несплошности типа пор и другие дефекты, которые чаще всего являются следствием предыстории образца. Наличие большого количества микро- и макроскопических дефектов заметно проявляется в различных «структурно-чувствительных» свойствах, особенно при деформации и разрушении металла в микрообъемах. 82

Рекомендуем ознакомиться:

Идеального механизма

Используя следующие

Используя выражения

Используя зависимости

Индукционного нагревателя

Используемое оборудование

Используем следующие

Используется диаграмма

Используется излучение

Используется несколько

Меню:

Главная страница Термины