Критическую плотность

Осуществление одного из этих четырех случаев определяется значениями констант b и К. Однако эти величины зависят от темпе ратуры и сплавы при разных температурах могут отвечать разным случаям. Наибольший практический интерес с точки зрения повышения жаростойкости путем легирования представляют случаи 4 и особенно 2, приводящие к такому образованию защитного слоя, когда с ростом его толщины диффузионный поток одного из металлов делается малым по сравнению с потоком другого. Если при этом в образующемся на поверхности почти чистом окисле второго металла (k/^ме и (^д)м< станут достаточно малыми, то рост пленки окисла сильно замедлится и она будет обладать хорошими защитными свойствами. Это достигается, если концентрация с атомов Me в сплаве превосходит критическую концентрацию с„. и если b достаточно велико, т. е. (k^Mt в окисле сильно убывает с ростом концентрации атомов Me в его решетке.

Влияние взвешенных частиц на разрушение поверхности оборудования проявляется при больших скоростях потока и их содержании, превышающем критическую концентрацию (рис. 62).

Влияние легирования титана на его чувствительность к коррозионному растрескиванию изучено недостаточно, однако на основании известных данных можно сделать ряд важных заключений. Непреложным фактом является повышение чувствительности титановых сплавов к корро- • зионному растрескиванию при увеличении содержания в них алюминия. Коррозионное растрескивание в водных растворах галогенидов возникает, если содержание алюминия превышает некоторую критическую концентрацию, разную для различных сплавов. Для бинарных сплавов Ti — AI эта величина составляет около 4 %. Большинство исследователей объясняют увеличение чувствительности к коррозионному растрескиванию при высоких содержаниях алюминия в сплаве выделением фазы а2 (Ti3 AI). Действительно, создание условий для выделения а2 (низкотемпературный отжиг или старение) приводит к резкому снижению Kscc и увеличению скорости распространения трещины при одинаковой интенсивности напряжений. Однако повышенное содержание алюминия приводит к коррозионному растрескиванию и в том случае, когда даже самыми чувствительными методами не удается выявить присутствие а2-фазы. Это можно объяснить тем, что алюминий при неблагоприятных термических воздействиях создает микронеоднородность химического состава а-фазы, задерживает репассивацию из-за увеличения критического тока пассивации титана и вызывает его охрупчивание вследствие образования упорядоченных твердых растворов.

скорости развития усталостной трещины: при А/С в интервале 20— 40 МПа • м1 /2 — более чем на порядок. Следует отметить, что при низких значениях АК, близких к пороговому значению, отрицательное влияние водорода резко уменьшилось. Из рис. 61 следует, что максимальная степень ускорения роста трещины происходит в области частот 0,1—1,0 Гц при среднем значении АК =20 МПа • м1 /2. Снижение отрицательного влияния водорода при частоте нагружения выше 1 Гц объясняется тем [54, с. 121—147], что скорость диффузии недостаточная для того, чтобы обеспечить критическую концентрацию водорода в зоне предразрушения, так как фронт трещины продвигается относительно быстро. Однако такое объяснение не очень убедительно, так как скорость диффузии водорода впереди вершины растущей трещины может резко увеличиваться вследствие микропластической деформации металла в зоне предразрушения. И в этом случае коэффициент диффузии, который условно можно назвать "динамический коэффициент диффузии", на порядок и больше превышает коэффициент диффузии, определяемый в стационарных условиях без приложения механических напряжений и который обычно принимают во внимание при изучении влияния окружающей среды с деформируемым металлом. Снижение отрицательного действия водорода при частоте нагружения ниже 0,1 Гц объясняется достаточным временем для того, чтобы микропримеси кислорода, находящиеся в газообразном водороде или возникающие при дегазации камеры, загрязняли поверхность вершины трещины и уменьшали адсорбцию водорода.

В связи с наличием высокого щелочного резерва исходной сточной воды особое значение имеет ввод кислоты. Подкисление дает оптимальное значение рН=6,8-^7,0, при котором минимальна доза коагулянта, обеспечивающая критическую концентрацию. ПО

Входная характеристика показана на рис. 58, а. Видно, что в определенном диапазоне v0 и ?Ц возможны два устойчивых стационарных состояния. При увеличении VD скорость ФФК-реакции должна увеличиваться скачком при переходе с нижней ветви характеристики v (GJ) на верхнюю. По-видимому, подобный эффект наблюдался в эксперименте (K,\iizmg, 1970). При постепенном увеличении концентрации глюкозы в среде, где находились дрожжи, скорость гликолиза очень резко возрастала при переходе через некоторую критическую концентрацию. Зависимость вида входной характеристики от параметра jia приводит к показанной на рис. 59, б зависимости стационарной скорости ч от рг. Так как Р» — это ско-

Удельный вес пароводяной смеси при работе на вспениваемой воде меньше, чем при солесодержаниях, не достигающих критических величин. Поэтому если уровень в испарителе поддерживается регулятором уровня или по водомерному стеклу на одной и той же отметке, то при переходе через критическую концентрацию действительный уровень в испарителе возрастает, что приводит к увеличению уноса влаги. Однако унос резко увеличивается и в этом случае, если действительный уровень сохранен. Визуальные наблюдения показывают, что разделение фаз при более или менее критических солесодержаниях воды сопровождается различными эффектами. Когда солесодержание концентрата ниже критического, в паровое пространство выбрасываются фонтаны и частицы капельной жидкости. На уровне жидкости нет устойчивых накоплений пароводяной среды с ячеечным строением жидкой фазы (то, что принято называть пеной). Другая картина наблюдается при закритических концентрациях. В этом случае из забрасываемой в паровое пространство воды паровая фаза еще не выделилась и множество капель представляет собой по существу двухфазную среду, в которой жидкость имеет ячеечное строение. Места, где движение пара замедлено,, заполняются пеной. На уровне также имеются сравнительно небольшие слои пены, которые вследствие неустойчивого состояния уровня перебрасываются с одного места на другое. Часто куски пены захватываются паром и медленно поднимаются.

то критическую концентрацию Скр можно рассматривать как границу, выше которой регулярное пространственное чередование ионов по знаку заряда выполняется статистически на значительных ансамблях. В итоге, в отличие от нейтральных молекул, тепловое движение ионов менее хаотичное, поскольку уже смещение иона на расстояние гд от центра своей атмосферы вызывает электростатическое противодействие, возвращающее его в исходное положение. Поэтому, несмотря на постоянное тепловое возмущение, большую часть времени ионы локализованы в 70

Другие примеси, такие, как вода или продукты разложения масла, увеличивают растворимость меди. Разлагаясь при высоких температурах, фреон образует хлористый водород. Как только его содержание превысит некоторую критическую концентрацию, медный комплекс становится неустойчивым. Медь осаждается на поверхности детали, а железо переходит в раствор. На два растворяющихся атома железа приходится один атом осажденной меди. Ионы хлора, находящиеся в избытке, действуют как противоионы, стабилизируя растворенное железо в виде комплекса и поддерживая электрохимическое равновесие системы.

б) наличие в растворе аниона-активатора в количестве, превышающем минимальную (критическую) концентрацию;

Значение дисперсности частиц системы в процессах структурообразования характеризует критический размер частиц, который оценивается из условия соизмеримости сил, удерживающих частицу в структурной сетке, и сил, разрушающих связи в структуре. Так, граница между дисперсными (микрогетерогенными) и грубодисперсными системами определяется из условия равенства силы сцепления в контактах и силы тяжести частиц. Аналогичным образом определяется критический размер частиц для остальных типов структур. При этом предполагается, что концентрация дисперсной фазы достаточна для образования структуры, однако определить критическую концентрацию в рамках такого подхода не представляется возможным.

В отличие от нержавеющей стали 18-8, титан имеет низкую критическую плотность тока пассивации и в хлоридах, и в сульфатах, поэтому пассивность в кипящей 10 % НС1 может быть достигнута легированием титана 0,1 % Pd или Pt [15]. Чистый металл корродирует в той же кислоте с очень высокой скоростью (см. рис. 24.1).

характеризует критическую плотность высвобождаемой энергии. Локальные

184. Стюшин Н. Г., Астафьев В. И. О влиянии концентрации на интенсивность теплообмена и критическую плотность теплового потока при кипении смесей и растворов.-—Теоретические основы химической технологии, 1977, т. XI, № 1, с. 59—65.

Начало динамической рекристаллизации определяется совместным действием нескольких факторов, прежде всего степенью деформации и температурой [39], которые соответственно задают критическую плотность дислокаций и диффузионную активность материала. Поэтому, например, при активном нагружении (в отличие от ползучести) динамическая рекристаллизация наблюдается даже при температурах 0,3—0,35 Гпл [41], но после

После холодного наклепа средняя плотность дислокаций не превышает 10й—1012 ем~2. Эффективным методом получения металла с равномерно распределенными внутренними дислокационными барьерами высокой плотности служит термомеханическая обработка. В настоящее время предпринимаются попытки рассчитать плотность дислокаций в сталях, упрочненных с помощью такой обработки. Эта плотность представляет собой сумму дислокаций на карбидных выделениях и дислокаций, возникающих в процессе фазовых превращений. Их плотность может достигать 1013 см~2. Определить критическую плотность дислокаций в стали после термомеханической обработки пока не удается. При достижении ее могут возникать трещины субмикроскопических размеров. Они не оказывают существенного влияния на предел прочности.

ТРис. 7. Влияние содержания хрома в никеле на критическую плотность анодного тока пассивации в аэрируемой 0,01н. H2SO4 при 25° и на критич. плотность анодного тока пассивации в насыщенной воздухом серной кислоте различной концентрации (ма,cjii2).

Сопоставление экспериментальных данных по кризису теплообмена в двухфазном потоке, полученных на стержневых ТВС и цилиндрических трубах при одинаковых режимных условиях, показало, что влияние основных режимных параметров (р, pw,x) на критическую плотность теплового потока в пучках стержней качественно аналогично таковому для цилиндрических труб [87]. Однако критические плотности тепловых потоков в ТВС существенно ниже, чем в цилиндрических трубах при прочих равных условиях. Частично это объясняется общими факторами, указанными во введении, а также и дополнительными конкретными факторами, связанными с геометрическими и конструктивными особенностями различных ТВС. К этим факторам можно отнести геометрические формы каналов, диаметр и количество твэлов, зазоры между твэлами и необогреваемым каналом, наличие дистанционирующих элементов, их форма, количество и шаг расположения по длине сборки. Более низкие значения критических плотностей теплового потока в стержневых ТВС по сравнению с цилиндрическими трубами, по-видимому, можно объяснить еще и различием в обтекании жидкостью поверхностей различной кривизны, обнаруженным в [88, 89]. Суть этого различия состоит в том, что при одинаковых условиях на выпуклых поверхностях (стержневых твэлов) образуется более тонкая жидкая пленка, чем на вогнутых.

Таким образом, рассмотренные особенности стержневых сборок создают гидродинамические и тепловые условия, отличные от цилиндрических труб. На рис. 8.1 приведены экспериментальные значения критических плотностей тепловых потоков, полученные на различных каналах примерно одинакового гидравлического диаметра при одних и тех же режимных условиях [90]. Из рисунка видно, что даже в стержневой сборке с равноценными в теплогидравлическом отношении ячейками получены значения цкр ниже, чем на цилиндрической трубе, а теплогидравлическая неравноценность ячеек еще более снижает дкр. Помимо теплогидравличе-ской неравноценности ячеек заметное влияние на критическую плотность

pw = 1000 и 1500 кг/См2 -с), хвх = 0,3-^0,5, показало, что прирост критической мощности в сборке с интенсификаторами по сравнению со сборкой без интенсификаторов составляет 78% при pw = 1000 кг/(м2-с) и 36% при pw = 1500 кг/ (м2 -с). Снижение прироста критической мощности при увеличении массовой скорости связано с отрицательным влиянием массовой скорости на критическую плотность теплового потока. Установка интенсификаторов привела также к увеличению гидравлического сопротивления сборки в 2,5 раза по сравнению с сопротивлением ТВС с обычными дистанционирующими решетками при шаге их установки 350 мм.

На рис. 8.9 представлены экспериментальные данные, полученные на модели ТВС. Сравнение экспериментальных данных, полученных на сборках с интенсификаторами и без них, показывает, что применение интенси-фикаторов теплообмена существенно расширяет область бескризисной работы стержневых сборок по выходному паросодержанию и повышает критическую плотность теплового потока. При одной и то же плотности теплового потока абсолютная величина прироста зоны бескризисной работы за счет увеличения критического массового паросодержания составляет 0,2—03- С увеличением массовой скорости и давления этот прирост за счет критического массового паросодержания возрастает.

Поиски все более эффективных и технологических интенсификаторов теплообмена, позволяющих увеличивать критическую плотность теплового потока, продолжаются и будут продолжаться. Вполне естественно, что их отработка и усовершенствование, а также проверка их эффективности будут осуществляться экспериментально. Однако это длительный и трудоемкий процесс. Пока в литературе нет методов расчета критической плотности теплового потока для стержневых сборок, оснащенных интенсификаторами теплообмена. Это объясняется, во-первых, сложностью учета всех характеристик и геометрических особенностей интенсификаторов и, во-вторых, незаконченным процессом накопления экспериментального материала по изучению различных типов интенсификаторов.