Наибольших температур

Возможность воздействия обработкой давлением на расположение волокон, а следовательно, и на свойства деталей можно иллюстрировать следующим примером. В зубчатом колесе, изготовленном резанием из прутка (рис. 3.3, б), растягивающие напряжения, возникающие при изгибе зуба 1 действием сопряженного колеса, направлены поперек волокон, что понижает их надежность. При горячей штамповке зубчатого колеса из полосы (рис. 3.3, в) волокна по-разному ориентированы в различных зубьях относительно наибольших растягивающих напряжений: в зубе / — вдоль волокон, а в зубе 2 •— поперек. Следовательно, зубья оказываются неравнопрочными.

На контур расслоения путем последовательного сгущения наносили от 14 до 50 узлов. Предполагали, что водородное расслоение металла растет по нормали к направлению действия наибольших растягивающих напряжений. Принимая во внимание ступенчатый характер водородного расслоения, место и направление развития взаимодействующих расслоений на разных уровнях, определяли, сравнивая напряжения сх и ау, действовавшие на контуре. Для случая расслоения с притупленной вершиной, длина которого изменялась от 0, и до 0,5^, получена зависимость I* = /'(/,), характеризующая возможный мгновенный рост изолированного водородного расслоения в центральной части пластины с исходной длиной I до равновесного положения Ь [25].

При использовании для балок из пластичных материалов сечений, симметричных относительно нейтральной оси, обеспечивается равенство (по абсолютной величине) наибольших растягивающих и сжимающих напряжений (рис. 131, а -в). Для указанных материалов это целесообразно, так как допускаемые напряжения на растяжение и сжатие для них одинаковы.

Первоначально в материале образовалась несплошность из неметаллических включений и окисных плен, которые привели к образованию в шлицевом валике двух несплошностей по двум шлицам, расположенным почти на диаметрально противоположном расстоянии друг от друга. Далее происходило распространение одной усталостной трещины (участок № 1), которую сначала догоняла, а потом и перегоняла другая трещина (участок № 3). Такая ситуация образования каскада трещин связана с перераспределением нагрузки по мере развития усталостной трещины в зоне № 1. Наличие несплошности ослабило сечение шлиц и привело к высокой концентрации нагрузки, а также вызвало изменение в поле напряжений. Наибольшее растягивающее напряжение было ориентировано не по впадине шлиц, а под некоторым углом к основанию шлиц. Еще более существенное изменение в ориентации плоскости наибольших растягивающих напряжений имело место для зоны № 3, где трещина распространилась почти параллельно зоне несплошности № 2.

При количественной оценке параметров усталостного излома фиксируют: ширину и высоту микрополос, углы наклона участков профиля по отношению к направлению действия наибольших растягивающих напряжений, относительные углы ориентации соседних микроучастков. Увеличение скорости распространения трещины приводит к образованию на поверхности излома более грубых полос. Данные подвергают статистической обработке.

Основные результаты, полученные в рассматриваемом исследовании, представлены на фиг. 10.28—10.30. На этих графиках наибольшие растягивающие и сжимающие кольцевые напряжения в каждой модели даны в функции удаления от точки пересечения осей отверстий. На каждом графике можно заметить, что пересечение отверстий не вызывает увеличения наибольших растягивающих напряжений при ф = 0. Наличие пересечения отверстий также незначительно влияет на величину наибольших сжимающих напряжений, возникающих на противоположной углу (Т-образное и угловое пересечения) поверхности отверстий. Наибольшее сжимающее напряжение в углу во всех моделях примерно на 60% выше наибольшего сжимающего напряжения на поверхности отверстия вдали от места пересечения отверстий, причем область высоких напряжений распространяется примерно лишь на величину диаметра отверстия от места пересечения.

Фиг. 10.28. Изменение наибольших растягивающих и сжимающих кольцевых напряжений при удалении от места пересечения отверстий в модели № 1 (Т-образное расположение отверстий).

Фиг. 10.29. Изменение наибольших растягивающих и сжимающих^коль-

Фиг. 10.30. Изменение наибольших растягивающих и сжимающих кольцевых напряжений в модели № 3 (пересечение отверстий под^ прямым углом) при удалении от места пересечения отверстий.

Фиг. 10.46. Сравнение наибольших растягивающих напряжений во впадинах резьбы в объемной (кружки) и плоских (треугольники) моделях с упорной резьбой (шаг 9,5 мм) и первоначальной формой впадин.

в этот момент волна расширения как раз прошла за отверстие. Положения наибольших растягивающих и сжимающих напряжений начинают смещаться. Это смещение от состояния, соответствующего чистой волне расширения, к состоянию, соответствующему чистой волне сдвига, должно было бы составлять 45°. Если бы около отверстия возникало поле напряжений чистого •сдвига, обусловленное волной сдвига, то на контуре отверстия в местах пересечения с радиальной линией, проходящей через точку приложения нагрузки, получались бы две точки с напряжениями, равными нулю. Две другие такие точки были бы расположены под углом 90° к указанной линии. Последняя из полученных с помощью микровспышки фотографий, пригодная для измерений, была сделана через 2650 мксек после удара. Распределение напряжений по контуру отверстия в этот момент времени показано на фиг. 12.32. Как видно отсюда, точки, в которых напряжения равны нулю, сдвинулись почти до положений, соответствующих действию только волны сдвига.

Из этих результатов следует, что более высокая стойкость труб из сплава 90—10 особенно заметна в зоне наибольших температур, а именно в подогревателе рассола. Достаточно высокая стойкость и сравнительно низкая стоимость позволяют использовать мышьяковистую алюминиевую латунь в системах отвода конденсата и дистиллята.

1. При стационарных условиях работы теплообменных аппаратов, изготовленных из материала с хорошими пластическими свойствами, сохраняющимися в процессе эксплуатации,термические напряжения в элементах конструкций не снижают их несущей способности. Термические напряжения, возникающие в результате неравномерности нагрева и, следовательно, неодинакового расширения различных слоев материала, быстро снижаются вследствие ползучести. Максимальные напряжения возникают, как правило, в зонах наибольших температур, и именно в этих

250 мг/л Р4~) в котловой воде при пониженной ее щелочности. Железофосфатные накипи особенно наблюдаются на конденсационных станциях, где в котлах, оборудованных ступенчатым испарением, поддерживается режим чисто фосфатной щелочности котловой воды. Малая величина продувки этих котлов (р<1%) при мощности соленых отсеков около 20% от общей паропроизво-дительности котла приводит к чрезмерно большим крат-ностям между солесодержанием в соленом и чистом отсеках и соответственно к опасным концентрациям фосфатов в продувочной воде (500—800 мг/л Р4~)- Железофосфатные отложения (содержащие до 80—85% фосфата железа) равномерно распределяются по всей длине труб в виде рыхлой накипи белого или серого цвета. В зонах наибольших температур факела, т. е. в местах высоких тепловых нагрузок экранов, на внутренней поверхности труб также может отлагаться железоокисная накипь, состоящая на 70—90% из окислов железа. Эти отложения образуют на поверхности трубы сплошной слой накипи либо отдельные чешуйки, сцементированные друг с другом. Опыт эксплуатации котлов показывает, что опасные железоокисные накипи возникают в экранных трубах при содержании железа в питательной воде

Промежуточный пароперегреватель расположен внизу ПГ в зоне наибольших температур газа и включен по прямоточной схеме. Система промежуточного пароперегрева составлена из 11 подводящих и отводящих пар трубопроводов, замыкающих обогреваемые трубные секции, состоящие каждая из восьми труб.

Как видно из рис. 2, канальная труба перегревается дважды: первый перегрев до температуры, локально несколько превышающей 600° С, наблюдается в первой фазе аварии и исчезает по истечении 10—12 с после начала аварии; второй перегрев начинается примерно после 2-й минуты и через 30—40 мин достигает максимума 1050° С. Во время первого кратковременного перегрева давление падает медленно, но действующее окружное напряжение в трубе остается ниже предела текучести. При втором перегреве избыточное давление в канале падает от 6 до 0,5 кг/см2, причем на область наибольших температур приходится избыточное давление, меньшее 1 кг/см2. Как показали эксперименты по определению несущей способности труб в аварийных условиях, вероятность разгерметизации канала в рассматриваемой аварийной ситуаций должна быть незначительной.

Возвращаясь к конструкциям топок с жидким шлакоудалением, необходимо отметить большой технический интерес, который представляют двухкамерные топки (фиг. 89). Первая камера топок этого типа (полностью зафу-терована огнеупорной набивкой, выполненной на> шиповых экранах. В этой камере происходит основная часть процесса горения и плавление золы топлива, которая затем удаляется в жидком виде из шлаковой ванны. Вторая камере служит преимущественно дли охлаждения продуктов сгорания и вынесенной из передней камеры золы топлива, а в некоторой мере и для завершения процесса горения. Достоинства двухкамерных топок заключаются е том, что они являются логически наиболее законченным типом топок с жидким1 шлакоудалением. Выделение закрытой и мало охлаждаемой передней камеры почти целиком исключает теплообмен между зоной наибольших температур, которая в связи с этим сильно расширяется, и хвостовой частью факела и открытыми поверхностями нагрева второй камеры топки. Благодаря этому значительно улучшаются условия зажигания угольного порошка, интенсифицируется процесс горения, обеспечиваются лучшие возможности общего увеличения теплонапряжения топки, улучшается устойчивость ее работы при неполных и переменных нагрузках, «которая в открытых (однокамерных) топках не всегда бывает удовлетворительна. Подавляющая часть золы топлива доводится до состояния свободной текучести, улучшаются условия смешения отдельных частиц золы в топке и условия налипания шлака на стены первой камеры и общие условии золоосаждевия в топке.

Исключение представляют топочные камеры с боковым выходом газов или особой конфигурации. Высоту установки сопел над решеткой при открытой топочной камере следует принимать по возможности небольшой (до 1—2 м), чтобы перемешать газы в зоне наибольших температур факела, а также полнее использовать топочный объем. При поперечной схеме подачи топлива и воздуха и наличии в топке заднего свода, перекрывающего решетку, сопла устанавливаются в этом своде.

2) экранные трубы с внутренней стороны покрыты накипью толщиной до 5 мм; . 3) часть труб в зоне наибольших температур имеет прогиб со стрелой 250—

Применяя более простой и дешевый метод газопламенного нагрева, можно достичь наибольших температур, но с наименьшей точностью ее поддержания и регулирования на заданном уровне, что приводит к значительному разбросу экспериментальных данных. Способы нагрева в жидких ваннах или в электропечах отличаются максимальной точностью поддержания заданного температурного режима, но для их выполнения необходимо более сложное испытательное оборудование и т. д. Применительно к условиям работы металла в теплоэнергетике наиболее близкими следует считать методы, использующие в качестве источника охлаждения воду и пар.

причем зависимость ? (/) показана на рис. 7.8. Характеристики материала трубы соответствуют характеристикам медного сплава, рассмотренного в гл. 3. Распределения напряжений по радиусу в моменты достижения максимального значения внутреннего давления и наибольших температур в поперечном сечении трубы показаны на рис. 7.9, а в моменты полной разгрузки при нормальной температуре Т0 = 293 К — на рис. 7.10 [3]. При этом на рис. 7.9, а и 7,10, а представлены зависимости для окружных афф, а на рис. 7.9, б и 7.10, б — для осевых агг, напряжений. Расчеты проведены при р = = 10 МПа, Т0 + Тг = 623 К (наибольшая температура на внутренней поверхности трубы) и Г„ + Tz = 373 К (наибольшая температура наружной поверхности трубы). На рис. 7.11, аи 7.12, а для тех же моментов времени даны распределения радиальной составляющей е^ неупругой деформации, а на рис. 7.1 1, б и 7. 12, б — окружной составляющей е$р. Как и в § 7.1, расчет неизотермического циклического нагружения трубы проведен при помощи МКЭ (сетка конечных элементов показана на рис. 7.3), но компоненты вектора {A8nV)} в (7.8) для каждого элемента определялись по (3.44) — (3.47) с использованием приведенной в приложении ФОРТРАН-программы.