Объемного расширения

На рис. 1.8 приведена типичная кривая изменения, истинного объемного паросодержания *р в зависимости от массового расходного паросодержания потока х при адиабатном течении (д = 0) и при наличии обогрева (q=^0). Такие зависимости могут быть построены просвечиванием потока ^-излучением. Непосредственно из замеров по значениям интенсивности излучения при просвечивании канала, заполненного смесью, и канала, заполненного каждой •из фаз в отдельности, устанавливается истинное значение плотности смеси рист. По значениям рист легко определить <р [из уравнения (1.13)], а также и/ и w" [зависимости (1.6) и (1.7)].

На рис 8 4 представлена зависимость а от расходного объемного паросодержания 3 при кипении воды под давлением р-= 1,96-105 Па [156, 166]. Из рисунка видно, что при ш0 = 0,5 м/с и о = 232 кВт/м2 в интервале изменения р от нуля до ~80 /о, а при J = 815 кВт/м2 —от нуля до 92% а сохраняет постоянное значение,

Полученному значению объемного паросодержания фотв соответствует движущий напор

Расчет истинного объемного паросодержания на выходе из аппарата фвых. Количество пара, образующееся в аппарате,

где ф — среднее значение истинного объемного паросодержания на кипящем участке; ф = фвых/2 = 0,345.

Величина объемного паросодержания при кипении зависит от формы и размеров теплоотдающей поверхности и сосуда, тепловой нагрузки, давления и рода кипящей жидкости. В ряде случаев значения <р при кипении могут достигать величины 30% и более. Примерно на столько же увеличивается и "высота кипящего двухфазного слоя. В этом отношении процесс аналогичен процессу барботажа пара через слой жидкости.

Первая попытка [81] применения модели раздельного течения фаз со скольжением к определению критического расхода двухфазной смеси .оказалась безуспешной, так как полученная расчетная зависимость давала значительные расхождения с экспериментом. Причина неудачи состояла прежде всего в том, что в расчетной модели использовались зависимости для истинного объемного паросодержания, полученные при малых градиентах давлений по длине канала. Очевидно нельзя применять указанные зависимости в околокритической области течения, где как известно, dpjdz-^oo.

/ — определение мощности ТВС из заданного поля тепловыделения в активной зоне; 2 — определение расхода теплоносителя через реактор по гидравлическим характеристикам контура и насосов; 3 — определение расходов теплоносителя через ТВС при заданных сопротивлениях дроссельных устройств (способе гидравлического профилирования); 4 — определение гидравлических потерь в ТВС; 5 - - определение распределения в ТВС удельных тепловых потоков, энтальпии, температуры, давления, паросодержания теплоносителя; 6 — определение истинного объемного паросодержания теплоносителя; 7 ~- определение коэффициентов гидравлического сопротивления в элементах ТВС; 8 — определение критических плотностей тепловых потоков в ТВС; 9 — определение коэффициентов теплоотдачи; 10 — определение распределения температуры в твэлах; II — определение теплотехнической надежности ТВС и активной зоны в целом

Если вместо объемного паросодержания перейти к более привычной величине влагосодержания газов d, то уравнение (П-2) примет вид

пара в центральной части трубы и жидкости по периферии канала в виде достаточно толстой пристенной жидкой пленки. Поверхность пленки возмущена волнами, с гребней которых срываются и уносятся паровым ядром капли жидкости. С другой стороны, капли жидкости в результате турбулентной диффузии перемещаются из ядра парового потока к стенке трубы и захватываются жидкой пленкой. В результате между каплями, срываемыми с пленки и высаждаемыми на пленку, устанавливается динамическое равновесие. С увеличением объемного паросодержания, а значит, и линейной скорости пара, все большая часть влаги переходит в ядро потока, а пристенная жидкая пленка становится меньше. При некотором значении массового паросодержания ХАР пленка становится настолько тонкой, что возмущающие волны на ее поверхности исчезают и срыв капель прекращается. Этот момент перехода к относительно гладкой пленке может быть зафиксирован экспериментально по резкому уменьшению гидравлического сопротивления канала («кризису гидравлического сопротивления»). При х ^> ЖДР поток будет находиться в дисперсном состоянии, характеризуемом наличием тонкой гладкой пленки (микропленки) жидкости у стенки и течением гомогенной среды пара и очень мелких капель воды (тумана) в ядре потока.

Качественные и даже количественные зависимости Тат и 77Я в области неравновесного кипения могут быть получены экспериментально. Экспериментально могут быть получены также зависимости истинных объемных паросодержаний и гидравлических сопротивлений по длине канала (или от х). Определение же сред-некалориметрической температуры жидкой фазы Тж, действительного расходного весового (или объемного) паросодержания представляет большие трудности.

К физическим свойствам шлака относятся: теплофизические характеристики — температура плавления, температурный интервал затвердевания, теплоемкость, теплосодержание и т. п.; вязкость; способность растворять окислы, сульфиды и т. п.; определенная плотность; определенная газопроницаемость; достаточное различие в коэффициентах линейного и объемного расширения по сравнению с металлом, что необходимо для легкой очистки металла шва.

Коэффициент теплоотдачи а зависит от физических свойств жидкости и характера ее движения. Различают естественное и вынужденное движение (конвекцию) жидкости. Вынужденное движение создается внешним источником (насосом, вентилятором, ветром). Естественная конвекция возникает за счет теплового расширения жидкости, нагретой около теплоотдающей поверхности (рис. 9.1) в самом процессе теплообмена. Она будет тем сильнее, чем больше разность температур Д? = /с — <ж и температурный коэффициент объемного расширения:

идеальными, коэффициент объемного расширения можно получить, воспользовавшись уравнением Клапейрона (1.3):

Температурный коэффициент объемного расширения капельных жидкостей значительно меньше, чем газов. В небольшом диапазоне изменения температур, а значит, и удельных объемов производную в уравнении (9.7) можно заменить отношением конечных разностей параметров холодной (с индексом «ж») и прогретой (без индексов) жидкости:

— объемного расширения 78

Эмали имеют небольшой предел прочности при растяжении (55—98 Мн/м2). Однако прочность эмалевого покрытия резко возрастает с уменьшением его толщины. Эмаль имеет большой коэффициент объемного расширения (260—300-Ю'7), вследствие чего при ее нагревании и охлаждении происходит резкое изменение объема, являющееся причиной возникновения напряжений. Довольно большой модуль упругости эмали (47 000— (53000 Мн/м2) также не благоприятствует ее термической стойкости. Величины сопротивления растяжению, модуля упругости,, теплоемкости и плотности сравнительно мало изменяются с изменением состава эмали. Поэтому судить о термостойкости эмали можно по коэффициенту термического расширения металла: чем он меньше, тем больше термическая стойкость эмалированного аппарата.

Теплостойкость по Мартенсу в °С . Коэффициент объемного расширения от 0 до 50° С в град~1 ...... Ташенс угла диэлектрических потерь при 106 гц .......... Диэлектрическая проницаемость при 10» гц . . . 60 0,00062 0,0002—0,0004 2^-23 75 0,00062 0,00014 '> °- 23

Р — коэффициент объемного расширения, К~';

Шарики подвергают термическому упрочнению, основанному на искусственном замедлении мартенситного превращения в поверхностном слое. Поверхность шариков насыщают азотом, который резко снижает температуру образования мартенсита. При закалке в масле с обычными скоростями охлаждения (100—150=С/с) мартенсит образуется сначала в сердцевине. Наружный, насыщенный азотом слей некоторое время сохраняет аустеннтную структуру и пластически деформируется под действием объемного расширения сердцевины. При дальнейшем понижении температуры происходит мартенситное превращение в поверхностном слое, сопровождаемое увеличением его объема. В результате взаимодействия с ранее отвердевшей сердцевиной поверхностный слой приобретает высокие остаточные напряжения сжатия (80-100 кгс/мм"), резко увеличивающие выносливость.

где Р( — средний коэффициент объемного расширения в интервале температур Д<= tt— tj\ Vj,— объем жидкости при первоначальной температуре (t.

где п — высота выступающего столбика в делениях шкалы; р = = 0,00018 — коэффициент видимого объемного расширения ртути, К"1; t — температура, показываемая термометром, °С; tBC — средняя температура выступающего столбика, °С.