Компрессионные холодильные

Данное обстоятельство в совокупности с несколькими ключевыми точными (в смысле теории упругости) решениями краевых задач, не удовлетворяющих указанным предположениям, позволяет получить довольно полное представление об упругом поведении композитов, состоящих из плоских слоев. Обсуждение упомянутых точных решений и сравнение с КТП можно найти в работах Пагано [12 — 14], Пагано и Ванга [16], а также Пагано и Хетфилда [15]. Интересно отметить, что условия, при которых справедлива классическая теория слоистых пластин, в точности совпадают с теми, при которых в теории однородных изотропных пластин получаются точные решения. Заметим также, что величины Лар, Бар и ?>ар, определенные формулами (61), являются компонентами симметричных1) тензоров четвертого порядка в двумерном пространстве, поскольку таковыми являются величины Qap [26]; следовательно, все они преобразуются согласно правилу

ниями, характеризующими неоднородность деформации. Это не обязательно имеет место для направленно армированных композитов, состоящих из армирующих элементов и матрицы. Для таких композиционных материалов характерный размер неоднородности структуры намного больше, чем для металлических сплавов. В самом деле, для композиционных материалов возможны такие условия приложения нагрузок, в особенности динамических, при которых характерный размер неоднородности деформации имеет тот же порядок, что и характерный размер неоднородности структуры.

Для подтверждения справедливости данного выше подхода обсудим в оставшейся части этого раздела статистические вопросы разрушения при растяжении отдельного класса композитов, состоящих из параллельно расположенных линейных непрерывных жестких, прочных и хрупких упрочняющих элементов, разделенных материалом матрицы, упругая или пластическая податливость которой значительно выше податливости упрочняющих элементов. Кроме того, предположим, что композит состоит из листов, толщина которых много меньше других размеров, и нагружение происходит только в плоскости листа. Хотя этот вид слоистой микроструктуры является весьма частным среди большого многообразия присущих композитам видов микроструктуры, но он имеет широкое применение при конструировании легких тонкостенных оболочек и конструкций из тонких панелей. Эти материалы мы будем называть слоистыми композитами в отличие от композитов, под которыми мы будем подразумевать материалы со структурой более общего вида.

Очень близкая проблема исследована в [29]. Там изучалась ползучесть композитов, состоящих из серебряной матрицы и примерно 40% объема коротких однонаправленных волокон чистого вольфрама. Диаметр волокна был 0,2 мм (~ 0,008 дюйм), а их длина — 6 или 12 мм (~ 0,24 или 0,48 дюйм), так что отношение lid было равно 30 или 60. Испытания проводились при температу-

В общем случае Ац, Вц и ?>;/— симметричные матрицы с ненулевыми компонентами, каждая содержит шесть независимых компонент в соответствии с (4.17). Если структура композита симметрична, то Вц = О и отсутствует взаимное влияние, т. е. связь между мембранными характеристиками (деформациями, например) и характеристиками изгиба — кручения. Величины А, В и D преобразуются аналогично Q; Ац, А22, AIZ, Л66, DU, ?>22, ?>12 и D66 положительно определены; <4i6 = А26 = Die = ?>2б = 0 для композитов, состоящих только из слоев, ориентированных взаимно перпендикулярно. Для схем армирования типа [±9°]s, состоящих из большого числа слоев, величины D]6, D2e, AIS и Ау.§ могут быть существенно малыми по сравнению с другими компонентами жесткостей. Уравнение (4.16) можно преобразовать так, что деформации в плоскости, не связанные с изгибом и кручением (мембранные), и компоненты кривизны и кручения будут выражены через приложенные нагрузки и свойства материала.

На рис. 2.12 приведены результаты определения модуля упругости первого рода для композита, составленного из кобальта и карбида вольфрама. Эти результаты получены на основании изложенной выше методики, которую можно распространить и на случай композитов, состоящих из п фаз. Для этого случая можно установить, что

Рис. 5.25. Зависимости напряжений сжатия от деформаций для композитов, состоящих из пластмассы и рассеянных стеклянных шариков (внизу приведены фотографии разрушенных экспериментальных образцов).

Рис. 5.26. Зависимости напряжений сжатия от деформаций для композитов, состоящих из пластмассы и рассеянных полых стеклянных шариков (внизу приведены фотографии разрушенных экспериментальных образцов).

углеродных волокон. В первую очередь, это автокатоды из углеродной ткани, пропитанные для прочности пирографитом [215, 216, 217]. Однако их поверхность также не равномерна, и они могут быть использованы только в качестве взрывных катодов. Наибольшую равномерность дает применение композитов, состоящих из металлов (это, как правило, медь или никель) и углеродных волокон [218]. Изготавливаются они следующим образом. Углеродные волокна сначала химически или-электрохимически никелируют, а затем спрессовывают. После электроэрозионной резки [219] и полировки поверхность становится ровной (рис. З.ЗОа). Т. к. волокна в металлической матрице сильно экранированы, то для работы автокатода как целого необходимо вытравить поверхностный слой металла на глубину примерно 20—50 мкм (рис. З.ЗОб). Анализ фотографии показывает, что рабочие поверхности углеродных волокон находятся в неодинаковых условиях из-за разной плотности расположения волокон. Как видно, эта поверхность, сфотографированная под углом 45° (рис. З.ЗОо), имеет, кроме того, неравномерность по длинам волокон. Это можно объяснить большим разбросом механических свойств волокон по длине, из-за чего при спрессовке и шлифовке происходит неравномерное разрушение концов волокон. Все это делает такие композиции близкими по эмиссионным параметрам к автокатодам, составленным из углеродных волокон механическим путем, что подтверждается данными по плотности тока около 0,5 А/см2 с таких катодов [218].

Если один из компонентов композита непрерывен во всем объеме, а другой является прерывистым, разъединенным, то первый компонент называют матрицей (связующим), а второй - арматурой (армирующим элементом, наполнителем). Матрица в композите обеспечивает монолитность материала, передачу и распределение напряжений в наполнителе, определяет тепло-, влаго-, огне- и химическую стойкость. Есть композиты, для которых понятие матрицы и арматуры неприменимо, например, для слоистых композитов, состоящих из чередующихся слоев, или для псевдосплавов, имеющих каркасное строение. Псевдосплавы получают пропиткой пористой заготовки более легкоплавкими компонентами, их структура представляет собой два взаимопроникающих непрерывных каркаса. Обычно композиты получают общее название по материалу матрицы.

Естественно, что варианты структур гибридных наноматериа-лов, т.е. композитов, состоящих из пары (или более) неорганических, органических и биологических (белки, дезоксирибонук-леиновая кислота (ДНК) и др.) компонентов, весьма разнообразны. Дезоксирибонуклеиновая кислота в этом плане представляет особый интерес. Как известно, молекула ДНК — это длинная двухцепочечная спираль, состоящая из антипараллельных нитей,

Таким образом, полученные данные формируют представление о том, что для композитов, состоящих из существенно отличающихся по жесткостным свойствам слоев, зависимости между нелинейными инвариантами близки к зависимостям, принимаемым в простейшем варианте теории пластичности трансверсально изотропного тела.

При работе на аммиаке МН3 и Ф-12 двухступенчатые компрессионные холодильные установки применяются обычно в диапазоне температур испарения нижней ступени — 30°С>г'0>— 60°С. При более низких температурах испарения применяются трехступенчатые, каскадные и регенеративные на смесях рефрижераторные установки.

Для охлаждения газа до температуры 273 К и ниже можно использовать компрессионные холодильные установки, однако в настоящее время их в промышленной эксплуатации практически не используют. Один из вариантов охлаждения - применение абсорбционных холодильных установок водоаммиачных или бромистолитиевых. В этом случае эффективно используют продукты сгорания турбин, и за счет тепла отходящих газов проводят охлаждение транспортируемого газа, что значительно повышает коэффициент использования топливного газа. Однако выпускаемые абсорбционные холодильники имеют относительно небольшую тепловую производительность и для охлаждения природного газа их практически не применяют.

Пример 4. Одним из возможных направлений утилизации ВЭР является их использование на производство холода. При использовании ВЭР в абсорбционных холодильных установках последние за-.мещают компрессионные холодильные установки, вырабатывающие

Компрессионные холодильные машины — см. Холодильные машины компрессионные

КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Компрессионные холодильные машины включают следующие элементы: испаритель, в котором происходит поглощение тепла агентом при переходе его из жидкого состояния в парообразное; компрессор, сжимающий пары

По числу ступеней сжатия различают одно-и многоступенчатые компрессионные холодильные машины.

КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ