Охлаждение способствует

В судовых и стационарных ГТУ, выполняемых по схеме рис. 4.17, имеется возможность дальнейшего увеличения температуры газа при одновременном повышении 7iK и соответственно КПД установки. Для применения высоких температур Тг необходимо вводить интенсивное охлаждение проточной части и, в первую очередь, лопаток, поскольку жаропрочность металлических сплавов ограничена. В настоящее время практически ни одна ГТУ (или ГТД) не выполняется без охлаждения лопаток. Накоплен большой опыт конструирования охлаждаемых элементов турбин, разработаны методы расчета охлаждаемых лопаток, внедрены и постоянно совершенствуются способы изготовления лопаток.

= 600ч-1000 кг/см2. До получения таких сплавов необходимо охлаждение проточной части современных турбин до температуры tjl = 750° С (приложение 2). При наличии сплавов, способных работать в течение 15 000— 30 000 час. при напряжении ал = 600 ч- 800 кг/см2 и температуре tA — 850°, необходимо охлаждение лопаточного аппарата до этой температуры.

тике ближайшего будущего. Для работы при температуре газа /4 =• ЮОО -г- 1200° С необходимо охлаждение проточной части до температуры tA = 850° С.

(охлаждение проточной части отсутствует)

Основные величины теплового расчета газотурбинной установки с е0 = 40, ti — 1200/1200/1200° (охлаждение проточной части отсутствует)

е0 = 12, /4 ~ 1000° С. Охлаждение проточной части до tA = = 750° С. Величина т^ = 0,425.

. 2. Охлаждение проточной части газотурбинной установки с полузамкнутой схемой представляет значительно большие трудности по сравнению с неразрешенной еще задачей охлаждения проточной части турбины открытого цикла. Поясним это на примере расчета 1-й ступени турбины с s0 = 12, t^, = 1000° С

Диафрагмы газовых турбин по своей конструкции заметно отличаются от рассмотренных выше диафрагм паровых турбин. Необходимость пропуска большого объема газов при относительно небольшом его давлении приводит к использованию направляющих лопаток большой высоты и ширины профиля. По условиям эксплуатации газовой турбины при остановке неизбежны приток в турбину холодного воздуха из компрессора и быстрое охлаждение проточной части. В этом случае использование диафрагм обычной для паровых турбин конструкции с массивными телом и ободом приводит к возникновению в лопатках значительных термических напряжений, могущих вызвать

6) работа всех элементов под наддувом и охлаждение проточной водой стенок циклонных и дожигатель-ных камер.

В высокотемпературных ГТУ замкнутой схемы охлаждение проточной части турбины вызывает значительное снижение к. п. д. Так, в ГТУ на гелии это снижение к. п. д. достигает 2,5 % при начальной температуре 1000° С и 4,5% при 1300° С. В ПГУ с такой газовой ступенью снижение к. п. д. составляет 'соответственно около 0,5 и 1,5%.

18. Расход воздуха на охлаждение проточной части газовой турбины и утечки (1,8% от расхода газов через турбину):

Процесс упорядочения является диффузионным процессом (превращение сопровождается перемещением атомов), поэтому •медленное охлаждение способствует упорядочению.

Быстрое охлаждение способствует развитию дендритной ликвации, но уменьшает зональную. Поэтому для ослабления зональной ликвации применяют высокие скорости охлаждения.

Упорядочение может быть полным и неполным, когда все или часть атомов соответственно занимают определенное место в решетке. Упорядочение связано с диффузией, причем медленное охлаждение способствует этому процессу. От упорядочения зависит изменение параметра кристаллической решетки, хотя ее тип и строение остаются неизменными. Иногда возможно незначительное искажение. Так в упорядоченном растворе CuAu параметр с/а=0,935 и тип решетки Т12; а в неупорядоченном твердом растворе — с/а—1,0 и решетка К.12.

В процессе кристаллизации обычно образуются кристаллы твердого раствора дендритного типа, поэтому оси первого порядка, возникающие в начальный момент кристаллизации, обогащены более тугоплавким компонентом В. Периферийные слои кристалла и межосные пространства, кристаллизующиеся в последнюю очередь, будут обогащены компонентом А, понижающим температуру плавления сплава, и их состав близок к концентрации, соответствующей исходной концентрации сплава. Такую неоднородность состава сплава внутри отдельных кристаллов называют внутри-кристаллитной, или дендритной, ликвацией.Чем больше разность температур между солидусом и ликвидусом, тем больше дифференциация по составу между жидкой и твердой фазами и тем сильнее проявляется этот вид ликвации. Быстрое охлаждение способствует развитию дендритной ликвации. Вследствие разной травимости участков твердого раствора, имеющих неодинаковый состав,

На структуру и свойства паяного шва влияют не только физико-химические свойства образовавшегося в шве сплава, температура пайки, процесс диффузии, но и в значительной степени скорость охлаждения. Медленное охлаждение способствует образованию более равновесной структуры и, следовательно, прочного и пластичного паяного соединения.

Вибродуговую наплавку выполняют вибрирующим электродом диаметром 1,5 ... 2 мм, причем в результате его вибрации механическим путем или при помощи электромагнита с частотой до 30 ... 100 1/с и амплитудой 0,5 ... 1 мм дуга закорачивается на наплавляемое изделие и снова возбуждается. При каждом коротком замыкании часть наплавляемого электрода остается на поверхности. Толщина слоя получается небольшой. Так как в зону наплавки все время подаются охлаждающая жидкость (обычно водный раствор кальцинированной соды) или потоки воздуха, изделие прогревается и деформируется очень мало. Ускоренное охлаждение способствует повышению твердости наплавленного металла. Наиболее часто этот способ применяют при наплавке цилиндрических изделий небольшого диаметра (рис. 14.13). Выполняют вибродуговую наплавку и под флюсом.

Ликвация по удельному весу происходит в сплавах, компоненты которых нерастворимы в твердом состоянии и имеют значительную разницу в удельном весе, например, в сплавах сурьмы со свинцом более легкая сурьма всплывает вверх, а свинец опускается на дно. Медленное охлаждение способствует такой ликвации. Ликвация по удельному весу в производстве сплавов является вредной, и с ней борются быстрым охлаждением сплава. Часто прибегают и к другому способу: в сплав свинца с сурьмой

Процесс упорядочения является диффузионным процессом (превращение сопровождается перемещением атомов), поэтому медленное охлаждение способствует упорядочению.

Большое влияние на структуру чугуна оказывают условия затвердевания и охлаждения отливок. Быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, медленное — серого. Скорость охлаждения зависит от применяемой литейной формы (песчаная или металлическая), а также от толщины стенки отливки. В машиностроении используют отливки из серого, высокопрочного, с вермикулярным графитом и ковкого чугунов. Эти чугуны, как и сталь, состоят из металлической основы (перлита, феррита) и неметаллических включений графита. Они различаются главным образом формой графитовых включений. Белый чугун имеет ограниченное применение. Некоторые отливки, от которых требуется повышенная твердость поверхностного слоя, изготовляют из отбеленного чугуна. Поверхностный слой его состоит из белого чугуна, а сердцевина — из серого. Толщину и твердость отбеленного слоя регулируют путем изменения химического состава чугуна и скорости затвердевания отливки.

Структура пластмасс зависит от величины и содержания в них кристаллитов. Существенное влияние на структуру оказывают ско-pocfb процесса охлаждения расплавленной массы полиамида и термообработка. Чем больше в полимере кристаллической структуры, тем выше износостойкость. Опыт показал, что шестерня из заготовки, отлитой в форму'при температуре 20 °С, уже через несколько тысяч оборотов имела значительный износ зубьев, а шестерня, при изготовлении которой литьевая форма была нагрета до 60 °С, выдержала несколько миллионов оборотов без заметных следов износа. Замедленное охлаждение способствует увеличению содержания кристаллической составляющей.

Быстрое охлаждение способствует развитию дендритной ликвации, но уменьшает зональную. Поэтому для ослабления зональной ликвации применяют высокие скорости охлаждения.

Отпуск в интервале температур 550—650°С приводит к сегрегации примесей по границам зерен и к выделению избыточных фаз, на что чувствительно реагирует положение порога хладноломкости и обычно ударная вязкость. Этот вид отпускной хрупкости называется отпускная хрупкость II рода (или обратимая отпускная хрупкость). Выдержка в указанном интервале температур, медленное охлаждение способствует развитию этого вида отпускной хрупкости. Повторный нагрев может вызвать или устранить отпускную хрупкость II рода (отсюда и название — обратимая отпускная хрупкость). Чувствительность к отпускной хрупкости проверяют путем сравнения Т50 правильно отпущенной стали (кратковременный нагрев, быстрое охлаждение после отпуска) и стали затем дополнительно охрупченной (обычно отпуск 520° С, 16 ч, медленное охлаждение). Следовательно, критерием чувствительности к отпускной хрупкости является показатель АТ6о — разница в положении Тм охрупченной и иеохруп-чениой стали.