Комплексными амплитудами

Образование комплексных сульфатов

В настоящее время считается доказанным важная роль таких комплексных сульфатов щелочных металлов, как K.3Fe(S04h Na3Fe(S04)3) KFe(SO4)2) NaFe(SO4)2, K3A1(SO4)3, Na3Al(SO4)3 и KA1(SO4)2, в процессах высокотемпературной коррозии металла поверхностей нагрева котла, сжигающего топлива с высоким содержанием щелочных металлов. Многими исследованиями показано существование этих сложных сульфатов в золовых отложениях.

На рис. 1.18 приведена диаграмма состояния системы K2SO4 — Fe2(SO4)3 [40]. На горизонтальной оси диаграммы показаны молярные проценты K2SO4 и Fe2(SO4)3 в смеси, а на вертикальной оси — температура системы. Диаграмма показывает возможность существования в системе K2S04 —Fe2(SO4)3 комплексных сульфатов K3Fe(SO4)3 и KFe(SO4)2. Смесь K2SO4+Fe2(SO4)3, содержащая от 12 до 23% (молярных) Fe2(SO4)3 при температуре ниже 700°С выделяет в твердом виде из жидкого расплава КзРе(5О4)3. При этом жидкая фаза сохраняется до температуры 630 °С. Ниже

Следует отметить существенное влияние на образование комплексных сульфатов и на их фазовое состояние наличия в продуктах сгорания оксидов серы.

Следовательно, для образования комплексного сульфата КзРе(5О4)3 из сульфата калия и Ре2О3 необходимо существование в среде 5Оз либо SO2. Многие исследователи' считают, что возникновение комплексных сульфатов щелочных металлов протекает по реакции SO3 с сульфатом щелочного металла и оксидами железа. Поскольку в топочном газе концентрация триоксида серы мала для реакции синтеза комплексных сульфатов, предполагается каталитическое образование SO3 внутри отложений. Катализатором при этом может быть Ре2Оз.

В результате каталитического окисления SOa парциальное давление триок-сида серы во внутренних слоях отложений выше, чем в окружающей газовой среде. Также возможно некоторое образование комплексных сульфатов и пиро-сульфатов, что повышает спекаемость золы и способствует связыванию частиц в прочные отложения. Интенсивное образование комплексных сульфатов и пиро-сульфатов оказывается возможным тогда, когда отложения не содержат других компонентов, интенсивно поглощающих 5Оз [61].

Возможен и другой путь воздействия пиросульфатов на оксидную пленку — с образованием комплексных сульфатов щелочных металлов с последующим их разложением. Эти реакции описываются следующим образом:

Влияние комплексных сульфатов щелочных металлов

Усиленная коррозия металла поверхностей нагрева котла может происходить при существовании в отложениях золы комплексных сульфатов K3Fe(SO4)3 и Na3Fe(SO4)3 [10, 69— 72] . Эти сульфаты расположены в местах повышенной коррозии как труб пароперегревателей, так и экранов топок при сжигании топлив с заметным содержанием щелочных металлов.

В настоящее время считается признанным предложенный Андерсоном, Дильем, Кейном и Нельсоном механизм коррозии [41, 69 — 72]. По данным этих исследователей комплексные сульфаты щелочных металлов образуются в реакциях с компонентами летучей золы и окислами серы в слое отложений. Далее, эти комплексные сульфаты, диффундируют в слое отложений в сторону более холодной поверхности металла. О возможности диффузии комплексных сульфатов в отложениях золь! в более холодную сто-69

Рис. 2.4. Зависимость глубины коррозии сталей Т22 и ТР321 за 120 ч от температуры под AS,MM влиянием комплексных сульфатов [69]:

Из выражений (61) и (62) можно найти соотношение между комплексными амплитудами колебания температуры поверхности и среды:

Как видно, матрица ВДП устанавливает по окружности тела в «го сходственных точках, за которыми установлено наблюдение, линейную зависимость между комплексными амплитудами волн компонентов перемещений и комплексными амплитудами воли .компонентов усилий. Элементы этой матрицы зависят от частоты. Для полного описания динамических характеристик тела в заданных сходственных точках необходимо определять последовательность матриц вида (3.8) для всех чисел, волн, допускаемых порядком симметрии, т. е. для Q^tn^.S/2.

будут соответственно матрицами волновых динамических жест-костей (ВДЖ). С их помощью запишем связь между комплексными амплитудами волн усилий и перемещений:

Замена системы дискретных усилий эквивалентной распределенной нагрузкой. В целях упрощения расчетной модели дискретное динамическое воздействие кольцевых участков стержневой структуры на осесимметричные кольцевые участки (диски, оболочки) можно заменить приближенно эквивалентной рас-лределенной нагрузкой. Такой прием широко используют при рассмотрении колебаний дисков с лопатками [10, 11, 15, 18, 34 и др.], это не влечет практически ощутимых погрешностей, если порядок поворотной симметрии стержневого участка достаточно велик. Тогда матрицы ВДЖ и ВДП осесимметричных участков можно определить как линейные операторы, устанавливающие связь -между комплексными амплитудами волн компонентов распределенных нагрузок и комплексными амплитудами волн компонентов перемещений. Если такие матрицы обозначить П fn и Н рт, то переход от распределенного представления к дискретному должен осуществляться в соответствии с выражениями

Эти фундаментальные матрицы устанавливают связь для каждого 'кольцевого участка между комплексными амплитудами волны компонентов усилий и комплексными амплитудами волны перемещений, соответствующих как внешней, так и внутренней границам, т. е.

Динамические характеристики кольцевого элемента будем определять в виде фундаментальных матриц, устанавливающих однозначную связь между комплексными амплитудами компонентов усилий и перемещений на его границах.

Эта матрица имеет второй порядок, поскольку независимыми перемещениями являются лишь два: прогибы qz и углы поворота ру. Матрица (5Л) устанавливает связь комплексных амплитуд волн обобщенной перерезывающей силы ОУД и изгибающего момента Мул с комплексными амплитудами волн прогибов
Матрица устанавливает связь между комплексными амплитудами волн распределенных усилий и комплексными амплитудами волн перемещений:

Матрица (5.9) также симметрична. Она устанавливает связь между комплексными амплитудами волн распределенных усилий и перемещений.:

устанавливающих зависимость между комплексными амплитудами волн усилий и перемещений этих сходственных точек:

Аналогичным образом вводится матрица динамических податливостей источника в точках крепления виброизоляторов, связывающая комплексные амплитуды перемещений точек Cj, ..., Cs (см. рис. 1) с комплексными амплитудами реакций виброизоляторов, приложенных в этих точках к источнику