Ослабления концентрации

Этот закон экспоненциального ослабления излучения в лучепоглощающей среде носит название закон Бугера: коэффициент ослаблениях увеличивается с ростом массовой концентрации частиц и уменьшением их размеров.

На рис. 3.13 показано влияние параметра ослабления излучения К2 на температурное состояние слоя. Результаты приведены для случая В -* «°, когда влияние теп-

Рис. 3.13. Влияние параметра ослабления излучения К, на температурное состояние полупрозрачного слоя при прямоточной (а) и противоточной (б, штриховые кривые) схемах (В -» °°): 1 - Кг =0,5; 2- Кг =1; 3 - Кг =2; 4-ЛГ3=4; 5-Л",=8

прохождении ионизирующего излучения через объект происходит его поглощение и ослабление. При этом у каждого вещества своя степень поглощения и ослабления излучения. Наличие в объекте контроля дефектов приводит к резкому изменению энергии или интенсивности излучения выходящего пучка. Поэтому зафиксированный детектором пучок излучения несет в себе информацию о наличии и размерах дефектов (рис. 6.5).

у абсолютно черного тела, а для других длин волн излучение может вообще отсутствовать. Эти свойства видны в спектре, изображенном на рис. 7-3. Заштрихованная часть площади, лежащей под кривой спектра абсолютно черного тела, относится к длинам волн, излучаемых реальным телом; незаштрихованная показывает степень ослабления излучения или относится к длинам волн, отсутствующим в излучении данного тела.

Коэффициент к поглощения (ослабления) излучения в топке зависит от вида топлива, его характеристик и условий сжигания, давления газов в топке: 180

где Kf, кзл, /ск и кс — коэффициенты соответственно ослабления излучения трехатомными газами, частицами золы, кокса и сажи (м-МПа)"1, кзл и кг — определяется по рис. 117; г„ = гко, + 4- Гн,о — суммарная доля трехатомных газов в продуктах сгорания; [гзл — безразмерная концентрация золы в дымовых газах; /ск = 1; xt = 1 для топлив с Уг = 15 % и Xi = 0,5 для остальных топлив; хг = 0,1 при камерном способе сжигания; ха = 0,03 при слоевом способе сжигания; р — давление продуктов сгорания в топке.

Коэффициент ослабления излучения частицами сажи

8. С увеличением единичной мощности котла объем V? топки по условиям теплообмена увеличивается быстрее, чем площадь fCT поверхности ограждающих поверхностей. Поэтому излучающий слой с ростом единичной мощности котла также утолщается. Тепловое излучение факела возрастает в соответствии с уравнением (63). Полученная опытная зависимость параметра М от числа Бугера Bu = к8 (к — суммарный коэффициент ослабления излучения) при сжигании экибастузских углей представлена на рис. 122. Кроме того, с ростом паропроизводительности котла происходит увеличение размеров топки. В центральной части топки газы охлаждаются меньше, чем в пристенной. Результатом является рост тепловой разверки в верхней части топки,

6. В зависимости от вида сжигаемого топлива находят коэффициент &г, fe3JI, &к ослабления излучения в топке [по уравнениям (56) и (57)].

Коэффициент к поглощения (ослабления) излучения в топке зависит от вида топлива, его характеристик и условий сжигания, давления газов в топке:

где а — коэффициент ослабления концентрации напряжений в материале при наличии присущих ему эквивалентных пороков; р — радиус отверстия или радиус в основании концентратора другой формы. Предложена такая зависимость (Троост) :

здесь а — коэффициент ослабления концентрации напряжений в материале, соответствующий размеру присущих материалу эквивалентных пороков. Иногда оказывается более удобным пользоваться величиной У а вместо а; для краткости в общих случаях мы будем говорить о коэффициенте ослабления концентрации.

величины коэффициента ослабления концентрации). Так как эффективный коэффициент должен быть в данном случае больше единицы, формулу можно привести к виду

Усталостная прочность при наличии концентрации напряжений оказывается большей, чем та, которая определяется при непосредственном применении теоретического коэффициента концентрации в случае гладкого образца. Повышение прочности зависит от размера концентратора или соответствующего максимального градиента напряжения и легко определяется по радиусу закругления выреза в точке с наибольшим напряжением. Были предложены различные формулы, связывающие вынрсливость гладких и надрезанных образцов. Рекомендуемая формула (5.12), по-видимому, лучше всего соответствует экспериментальным данным, ,а также удовлетворяет различным предельным случаям. Эта формула включает коэффициент ослабления концентрации, находящийся в обратной зависимости от чувствительности материала к надрезу.4-Учет коэффициента ослабления приводит к дополнительному повышению расчетной усталостной прочности по сравнению с той, которая соответствует теоретическому коэффициенту. В первом приближении коэффициент ослабления концентрации напряжений зависит ог прочности материала при растяжении или, иными словами, от выносливости гладких образцов.

Для определения выносливости при концентрации напряжений в практических расчетах можно вести вычисления по формуле (5.12). Характерные значения коэффициента ослабления концентрации для различных материалов будут даны в следую-ющей главе; сводка их приведена в разд. 6.17.'

В настоящей главе будет предполагаться, что усталостное поведение материала при наличии концентрации напряжений описывается уравнением ;(5.13) и что коэффициент ослабления концентрации напряжений в этом уравнении однозначно определяет чувствительность материала к концентрации. Величины этого коэффициента для различных материалов сведены в разд. 6.17.1

Используя упрощенную формулу Нейбера при обработке результатов усталостных испытаний для сталей, Кун и Хардрат [1009] показали, что постоянная материала, входящая в уравнение (5.8), зависит от предела прочности при растяжении. Эта концепция проверяется ниже при определении величин коэффициентов ослабления концентрации напряжений для различных материалов.

Для сталей, подвергнутых действию нагрузки типа растяжение— сжатие, усталостный предел прочности при отсутствии концентрации напряжений оказывается близким к половине предела 'прочности при растяжении, т. е. 0а=сгв/2. Это показано на рис. 2.4. В настоящем разделе это соотношение будет считаться справедливым при определении величины коэффициента ослабления концентрации напряжений без учета предела выносливости для материала без концентратора, полученного экспериментально.

Так как в этом примере Kt и R — постоянные величины, уравнения (6.1) и (6.2) не противоречат друг другу, если ]/а пропорционален 1/ав. Описание типичного поведения материала получаем при выборе следующего эмпирического выражения для коэффициента ослабления концентрации напряжений:

Попытка уменьшить разброс при определении коэффициента ослабления концентрации напряжений в зависимости от свойств материала при-

увеличивает чувствительность стали к концентрации напряжений. Величины предела выносливости при наличии концентрации напряжений, най- ^ денные из уравнения (6.2) и предыдущего соотно- ^ шения 'для коэффициента t=t-ослабления концентрации напряжений, сравниваются с экспериментальными результатами, при- „ веденными в табл. 6.1. и J на рис. 6.2, а и'б. В боль- ^ шинстве случаев подсчи- к тайное значение пре- «?' дела выносливости на § ±2,8 кГ/мм2 отличается от его экспериментально- го значения. Закон- з ность соотношения (6.5) не устанавливается с помощью одиночного ряда экспериментальных результатов; однако дается анализ с целью продемонстрировать полезность такого подхода для