Напряжением топочного

• '••х-Бсли поперечное сечение В В расположено в средней части образца, то напряженное состояние можно считать однородным, т. ;е. одинаковым в каждой точке упругого тела. Для этих условий напряжением растяжения а называется отношение

Предел прочности (временное сопротивление) 0В характеризуется напряжением растяжения, вызывающим разрушение материала (образца).

Для лопаток турбины наиболее опасный режим — аварийная остановка агрегата, когда отключается камера сгорания, резко снижается температура потока и вследствие перекосов температурного поля возникают высокие напряжения растяжения, складывающиеся с напряжением растяжения от центробежных сил.

Рис. 4. Зависимость между относительным сужением при растяжении ф и действительным напряжением растяжения 5

1. Цикл напряжений — симметричный и асимметричный со средним напряжением растяжения или сжатия.

Многие детали машин и механизмов, в том числе элементы рабочих колес мощных гидротурбин, эксплуатируются в условиях воздействия асимметричного нагружения. При этом часто среднее напряжение асимметричного цикла является напряжением растяжения значительной величины.

водит к повреждениям в условиях комбинированного термоциклического и длительного статического нагружения чаще всего при асимметричном цикле со средним напряжением растяжения.

1) относительно высокий уровень статических напряжений от внутреннего давления, обусловливающих работу металла при повышенных температурах в условиях ползучести в сочетании с термоусталостью; при этом особенно опасен несимметричный цикл со средним напряжением растяжения;

резкого изменения температуры действуют одновременно с механическими нагрузками от внутреннего давления рабочего тела. При этом наиболее часто возникает несимметричный цикл со средним напряжением растяжения. Так, например, в паропроводах, коллекторах вспрыскивающих пароохладителей, в барабанах котлов типичные наиболее распространенные эксплуатационные повреждения обусловлены резким охлаждением нагретой до рабочей температуры стенки, растягивающими механическими и дополнительными циклическими термическими напряжениями.

волокон, при которой достигается максимальная прочность материала. Если выразить в координатах напряжений зависимость прочности от ориентации волокон, то получим поверхность (или кривую), описывающую изменение прочности от угла взаимной ориентации волокон (рис. 5.11). Рассмотрим вектор ОР, связывающий начало координат и точку на поверхности или на кривой прочности. Направление этого вектора зависит от соотношения всех компонент напряжений при сложном напряженном состоянии. Величина вектора определяется схемой ориентации волокон. Следовательно, при сложном напряженном состоянии слоистого пластика с некоторым углом взаимной ориентации волокон существует такая схема ориентации, при которой вектор ОР принимает максимальное значение в рассмотренных выше прямоугольных координатах. Максимальная величина вектора ОР характеризует оптимальный с точки зрения прочности угол взаимной ориентации волокон. Для определения этого угла сначала вычисляют значения прочности при различных углах ориентации волокон и затем выбирают такой угол, при котором для данного отношения напряжений вектор ОР принимает максимальное значение. На рис. 5.12 и 5.13 приведены оптимальные углы взаимной ориентации волокон соответственно для двухосного растяжения и сложного напряженного состояния при комбинации сдвигового напряжения с напряжением растяжения или напряжением сжатия [6] . Прямые линии на рисунке показывают направления, соответствующие определенному соотношению напряжений; в скобках приведены значения оптимального угла ориентации волокон, соответствующего этому соотношению напряжений. Обобщающие кривые на рисунках получены путем объединения точек, соответствующих максимальной прочности для каждого из направлений с фиксированным соотношением напряжений.

волокон, при которой достигается максимальная прочность материала. Если выразить в координатах напряжений зависимость прочности от ориентации волокон, то получим поверхность (или кривую), описывающую изменение прочности от угла взаимной ориентации волокон (рис. 5.11). Рассмотрим вектор ОР, связывающий начало координат и точку на поверхности или на кривой прочности. Направление этого вектора зависит от соотношения всех компонент напряжений при сложном напряженном состоянии. Величина вектора определяется схемой ориентации волокон. Следовательно, при сложном напряженном состоянии слоистого пластика с некоторым углом взаимной ориентации волокон существует такая схема ориентации, при которой вектор ОР принимает максимальное значение в рассмотренных выше прямоугольных координатах. Максимальная величина вектора ОР характеризует оптимальный с точки зрения прочности угол взаимной ориентации волокон. Для определения этого угла сначала вычисляют значения прочности при различных углах ориентации волокон и затем выбирают такой угол, при котором для данного отношения напряжений вектор ОР принимает максимальное значение. На рис. 5.12 и 5.13 приведены оптимальные углы взаимной ориентации волокон соответственно для двухосного растяжения и сложного напряженного состояния при комбинации сдвигового напряжения с напряжением растяжения или напряжением сжатия [6] . Прямые линии на рисунке показывают направления, соответствующие определенному соотношению напряжений; в скобках приведены значения оптимального угла ориентации волокон, соответствующего этому соотношению напряжений. Обобщающие кривые на рисунках получены путем объединения точек, соответствующих максимальной прочности для каждого из направлений с фиксированным соотношением напряжений.

ТОПКА — часть котельного агрегата или печи, в к-рой сжигают топливо для получения высоконагретых дымовых газов, теплота к-рых используется для произ-ва механич. и электрич. энергии или для технологич. целей. Т. для твёрдых топлив подразделяются на слоевые и камерные (факельные и циклонные, или вихревые) топки. Жидкое (мазут) и газообразное топливо сжигают в камерных Т. Работа Т. характеризуется поверхностной плотностью теплового потока (тепловым напряжением зеркала горения) при слоевом сжигании в Вт/мг и пространственной плотностью теплового потока (тепловым напряжением топочного объёма) в Вт/м3, избытка воздуха коэффициентом и коэффициентом полезного действия. См. Слоевая топка, Камерная топка, Факельная топка, Циклонная топка.

При использовании 'формулы (355) для расчетов необходимо предварительно задаться геометрическими размерами топки (Ут, FCT), степенью экранирования топки и- оценить степень черноты ее [16]. Объем топочного пространства определяется по формуле (329). Тепловым напряжением топочного пространства задаются на основании данных, полученных при эксплуатации аналогичных котлов. В конце расчета теплообмена топочной камеры проверяется правильность выбора геометрических размеров или температуры Тт. Расхождение между выбранным значением и полученным расчетом не должно превышать ±5%.

Фиг. 24. Конструкция вихревой топочной камеры с напряжением топочного объема

ройств автоматизации, ОРГРЭС были поставлены специальные исследования этого вопроса [Л. 6-2]. В основу изучения были положены котлы мощностью от 100 до 500 т/ч с тепловым напряжением топочного объема (120-^250) • 103 ккал/м3-ч- Визуальные наблюдения показали, что при одновременном повышении коэффициента избытка воздуха устойчивое горение 'кратковременно возможно даже при давлении мазута перед форсункой порядка 3 ат. Изучение нижних пределов давления весьма важно, так как позволяет упростить конструкции, необходимые для осуществления аварийных разгрузок блоков. Длительно минимальное давление мазута 4,5 ат удалось опробовать на котле БКЗ-120-100-ГМ с обычными форсунками. При этом сопротивление регистров было 15 кГ/м2 и выходные скорости воздуха 9 м/сек. Топка работала с коэффициентом избытка воздуха 1,23. Общий вид факела был удовлетворительным. Визуально наблюдалось выпадение отдельных капель мазута из корневой части факела и догорание их на поду и противоположном горелкам ошипованном экране. Подобное положение принято считать ненормальным. Однако если отбросить привычные, но необоснованные экспериментально субъективные критерии, нет никаких оснований считать горение выпавших из потока капель недостатком, подобно тому как не считается опасным догорание сепарирующихся в топках с шахтными мельницами кусочков угля, лигнита или торфа. Уходящие в дымовую трубу газы были прозрачны, что говорит об отсутствии заметного уноса углерода. Снизить избыток воздуха до границы появления химической неполноты сгорания не представилось возможным из-за глубокого падения температуры перегрева пара.

В связи с этим видимая тепловая напряженность объема топочных камер котлов малой производительности может достигать. 600—800 тыс. ккал/м3-ч без ущерба для полноты сжигания газа. С увеличением qv температура продуктов сгорания на выходе из топки растет. Это объясняется тем, что хотя общая теплоотдача излучением в топке возрастает, величина теплоотдачи, отнесенная к 1 м3 сжигаемого газа, падает. Поэтому установка промежуточных излучателей наиболее целесообразна в топках, работающих с высоким тепловым напряжением топочного объема.

О неправильности такого способа оценки работы топки свидетельствует тот факт, что в эксплуатации имеются топки с жидким шлакоудалением с малым тепловым напряжением топочного объема, порядка 100- 103 ккал/мв-ч, которые имеют границу сухого режима при половинной нагрузке котла, даже при сжигании углей с температурами плавления золы выше 1500° С. Напротив, известны другие топки со значительно большим тепловым напряжением объема, которые даже при полной нагрузке не могут успешно сжигать топливо. Поэтому мнение, что при высоком тепловом напряжении объема топка лучше плавит шлак, является просто ошибочным. Даже небольшое изменение в конструкции или расположении горелок может существенно изменить топочный процесс при одинаковой средней тепловой нагрузке камеры горения.

Из табл. 14 видно, что в диапазоне исследованных значений тепловых напряжений топочного объема и коэффициентов избытка воздуха значение \л при установке излучающей насадки увеличивалось на 12—28%, причем с увеличением теплового напряжения топочного объема теплоотдача в камере возрастала еще в большей степени. Поэтому наиболее целесообразна установка промежуточных излучателей в топках, работающих с высоким тепловым напряжением топочного объема.

Мощность камерных топок зависит от объема топочного пространства Ут м'А. Интенсивность работы камерных топок оценивается тепловым напряжением топочного пространства'.

В больших топках, работающих с повышенным тепловым напряжением топочного

собой экспериментальных материалов по различным котельным агрегатам. Из рис. 4-28,6 видно, что наиболее интенсивно окислы азота возникали в котле ТГМП-314Ц с циклонными предтопками, в которых температура газов возрастает благодаря наличию зажигательного пояса, а газы движутся по удлиненной вихревой траектории. Повышенное образование окислов азота имело место и в серийных котлах завода им. Орджоникидзе типа ПК-41 с повышенным тепловым напряжением топочного объема и наличием пережима в топочной камере.

Тепловым напряжением топочного пространства