Локального коэффициента

Термодинамика имеет дело с превращениями энергии. Своеобразие превращений энергии при трении и изнашивании заключается в их многообразии. Пластическая деформация жесткопластического тела (металла, полимера) протекает в условиях неоднородного напряженного состояния, неоднородного химического потенциала и температуры. В соответствии с принципом Ле-Шателье всякое внешнее воздействие, выводящее тело (систему) из равновесия, инициирует в нем процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Поэтому образование разрыва сплошности материала при появлении дефектов структуры должно вызывать перенос массы окружающего материала к месту дефекта, чтобы заполнить и уменьшить разрыв. Возникновение переноса вещества при пластической деформации металла является следствием локального изменения химического потенциала в очаге деформации от его значения в сплошном металле. Таким образом, развитие процесса пластического деформирования характеризуется соотношением конкурирующих потоков энергии, стремящихся разрушить материал и противостоящих его разрушению [1].

В связи с тем что изменения поверхностного и внешнего потенциалов компенсируют друг друга, локального изменения Гальвани-потёнциала не происходит и металл остается эквипотенциальным (Дх0 = — Д^).

В связи с тем что изменения поверхностного и внешнего потенциалов компенсируют друг друга, локального изменения Гальвани-потенциала не происходит и металл остается эквипотенциальным (Дх0 = —AIJ).

При использовании лазерного излучения для локального изменения свойств конструкционных материалов температура на поверхности материала обычно не должна превышать температуру плавления или температуру испарения. Задаваясь определенной плотностью мощности для заданной длительности лазерного импульса, можно по формуле (4) определить глубину нагрева материала до необходимой температуры структурных превращений или до температуры плавления, предварительно приняв, что температура на поверхности в центре луча равна температуре плавления [Т (х, г, t) — Т (0, 0, t) — Тпл] или температуре испарения [Т (х, г, t) = = Т (О, 0, 0 = ТИСП1.

Для разработки технологического процесса локального изменения свойств конструкционных материалов с помощью лазерного излучения необходимо иметь результаты исследований влияния свойств материала и режимов обработки на размеры зоны воздействия лазерного излучения и характер изменения микротвердости

Рассмотрим далее некоторые аспекты экспериментальных исследований с использованием функций ценности тепловых источников. Прежде всего следует высказаться в пользу непосредственного измерения сопряженных температур в теплофизических системах. Знание экспериментально измеренных функций ценности тепловых источников наряду с данными по распределению самих температур позволяет с помощью формул теории возмущений вносить всевозможные поправки в измерения. Так, при подсчете истинной температуры стенки рабочего участка по показаниям термопар, заделанных вглубь стенки, можно учесть влияние локального изменения Я, с или
Локальный дефект источника. Рассмотрим батарею ЭГЭ, в которой параметры одного или нескольких (компактной группы) элементов аномальны. Будем считать, что аномальные ЭГЭ расположены в окрестности точки с координатой ХА. Такая ситуация может возникнуть, в частности, при нарушении коммутации отдельного элемента батареи, или, например, в результате локального изменения свойств плазмы в межэлектродном зазоре (МЭЗ) термоэмиссионного преобразователя (локальная разгерметизация, замыкание зазора» локальное сопротивление для протока паров цезия и т. п.).

В силу вышесказанного, зная количество воздействий на физическую систему, можно точно указать количество физико-химических процессов и эффектов наложения, возникающих в изучаемом изделии или группе изделий. Зависимость величины локального изменения энтропии от внешних воздействий опре-

Обращает на себя внимание тот факт, что в процессе испарения в одно- и двухимпульсном режимах можно наблюдать большое количество ионов при одном акте испарения (10 и более отметок на экране осциллографа). Обычно в этих случаях можно идентифицировать одну либо несколько наиболее легких масс. По-видимому, здесь имеет место испарение углеродных материалов при постоянном напряжении за счет локального изменения испаряющего поля материала. При этом импульсное напряжение как бы «вскрывает» участки образца с низкой напряженностью испаряющего поля.

Левая часть уравнения (1-2-3) состоит из локального изменения концентрации переносимой субстанции (dC/дт) и ее конвективного переноса (div CjT). Правая часть характеризует диффузионный перенос (div 7с) и действие источников или стоков субстанции !у, > '

В работах A.M. Ахметишина и др. (см., например, [11]) развивается метод УЗ когерентно-импульсной Фурье-интроскопии. Преимущество этого метода - максимальная чувствительность к небольшим областям локального изменения скорости и затухания УЗ. Подобная задача особенно важна в ранней медицинской диагностике, поэтому далее этот метод не рассматривается. Применительно к технической диагностике метод может стать перспективным при обнаружении мест концентрации усталостных напряжений.

Рис. 9.2. Образование пограничного слоя (а) и распределение местного (локального) коэффициента теплоотдачи (б) при продольном обтекании тонкой пластины

При Реж>Некр режим течения жидкости в пограничном слое турбулентный и расчетная зависимость для локального коэффициента теплоотдачи имеет вид

Аналитическое решение для расчета локального коэффициента теплоотдачи при ламинарном течении пленки (Re = = M>6/v<400), полученное В. Нуссель-том в 1916 г., имеет вид

Была обнаружена большая неравномерность в значениях локальных коэффициентов массопередачи (испарения на'фта-лина) По Поверхности шарового элемента. Коэффициенты MacCtf-передачи резко уменьшаются в местах касания шаров и Достигают максимального значения в наиболее свободно обтекаемых частях поверхности. Отношение максимального локального коэффициента к минимальному составляет в поперечном сечении в свободных участках и в местах касания с шестЫО другими шарами ~2,5. Суммирование полученных Локальных коэффициентов по поверхности шарового элемента дало средний коэффициент массообмена, значение которого может быть рассчитано по общей зависимости, рекомендуемой М. Э. Аэро-вым для Re8^30 [29].

Наиболее значительной работой является исследование, выполненное Уодсвортом [42]. Предметом исследования было определение локального коэффициента теплоотдачи от Шарового элемента, размещенного в плотной тетраоктаэдрической укладке с 12 точками касания с объемной пористостью т=0,26. Уладка состояла из пяти рядов деревянных шаров размером ~100 мм, стенки .рабочего участка были выложены деревянными дольками для ликвидации влияния стенки на поток газа. В центре укладки был размещен шаровой электрбкалориметр" специальной конструкции диаметром ~ 100 мм, имеющий воз*-можность поворачиваться в различных плоскостях. Результаты эксперимента обрабатывались с помощью критериев Стентона и Рейнольдса, причем критерий St определялся в виде

Локальные коэффициенты теплоотдачи определялись для од-нон трети поверхности шарового электрокалориметра, поскольку в остальных частях поверхности картина получилась бы подобной. Эксперименты проводились для четырех значений Re, равных 8-Ю3; 1,5-Ю4; 3-Ю4 и 6-Ю4. Как указывает автор, увеличение числа Re снижает значения критерия St и в то же время выравнивает распределение локального коэффициента теплоотдачи. Для Re = 8-103 максимальное отношение локальных коэффициентов теплоотдачи в лобовой точке и в кормовой равно ~3, а для Re = 6-104 это отношение уменьшается до 2. Минимальное значение локального коэффициента теплоотдачи обнаружено не в месте касания шаров, а в кормовой точке. Для проверки точности экспериментов по локальному коэффициенту Уодсвортом было подсчитано среднее значение а по поверхности и проведено сравнение значения арасч со средним коэффициентом теплоотдачи, определенным опытным путем на той же установке.

В 1963—1964 гг. в МО ЦКТИ автором настоящей работы совместно с В. К. Ламба на IV рабочем участке воздушной петли были проведены эксперименты по определению локального коэффициента теплоотдачи в шаровой укладке с объемной пористостью т = 0,40. Для увеличения точности был сконструирован и изготовлен шаровой калориметр диаметром 90мм из стали 1Х18Н9Т с внутренней цилиндрической полостью, в которой размещался электронагреватель. Укладка шаровых элементов для получения средней объемной пористости 0,40* была выполнена путем комбинации шарового электрокалориметра, шести малых шаровых долек, точки касания которых с исследуемым шаром располагались в плоскости, перпендикулярной оси канала, и четырех больших шаровых долек (по две дольки по оси канала до шара и две после), причем точки касания первых двух расположены в плоскости, повернутой на 90° относительно плоскости, в которой находятся две последних

Исследования локального коэффициента теплоотдача прово- . дились в трех плоскостях: в горизонтальной — пр» налитой шести точек контакта с шарами-имитаторами; в вертикальной — при наличии четырех точек касания (две в нижней части* и- две-в горизонтальной плоскости) и во второй вертикальной? плоскости, расположенной под углом 90° к первой, где имелись только две точки касания, расположенные в лобовой части электрокалориметра. Специальным фиксатором шар поворачивался в горизонтальной либо вертикальной плоскостях с интервалом через 7°30' по центральному углу. Тепловой поток в столбике подсчитывался по измеренным термопарами температурам в двух сечениях по высоте столбика, а локальный коэффициент — по тепловому потоку и температурному напору между поверхностью и газом на расстоянии 10 мм от поверхности.

Результаты исследования показали, что в вертикальной плоскости начиная от лобовой точки, где Ож«^о=0,8, значение относительного локального коэффициента монотонно возрастает до 1,04, соответствующего угловой координате ф=60°. Этот рост обусловлен тем, что в данном месте протекает основной лоток газа, в то время как в районе лобовой точки существует зона пониженных скоростей. Увеличение скорости в конфузорном участке приводит к увеличению алок. Наличие точек контакта вблизи лобовой точки в вертикальной плоскости, повернутой

от первой на 90°, вызывает уменьшение коэффициента теплоотдачи (олок/а—0,6). Наличие точек касания шаров в горизонтальной плоскости (в минимальном для прохода газа сечений) уменьшает относительный коэффициент в меньшей степени, чем в лобовой области (алок/а=0,75), но в этом же сечении имеют место максимальные значения локального коэффициента теплоотдачи, равные аЛОк/а=1,45. Наименьшие значения локального коэффициента теплоотдачи (аЛОк/а = 0,53) обнаружены в точках касания электрокалориметра с другими шарами в кормовой области, где существует обширная застойная зона газа. Таким образом, максимальная относительная разница в локальном коэффициенте теплоотдачи по поверхности шарового калориметра при наличии десяти точек касания с другими шарами (пористость канала <~0,4) имеет место между точками обтекания поверхности сферы в минимальном живом сечении и точками контакта в кормовой области а"окС /а""" =2,75.

В 1969 г. В. К. Ламба провел экспериментальное определение стационарного температурного поля в оболочке модели твэла и разработал методику теоретического расчета его с учетом распределения локального коэффициента теплоотдачи по поверхности сферы. Условия обтекания шарового электрокалориметра, диапазон чисел Re и размеры были сохранены теми же, что и в предыдущих опытах по определению локальных коэффициентов теплоотдачи. В качестве материала оболочки

Рекомендуем ознакомиться:

Легирующими компонентами

Легкоплавкие эвтектики

Легкоплавких составляющих

Лабиринтового уплотнения

Ленинградский металлический

Ленинградское производственно

Ленинградского университета

Ленинград гатчинская

Ленточные пластинчатые

Ленточными конвейерами

Ленточное шлифование

Ленточного транспортера

Лезвийным инструментом

Ликвидации последствий

Меню:

Главная страница Термины