Процессов схватывания

где п, — число молей каждого из компонентов. Одним из наиболее распространенных процессов сепарации является выделение кислорода из воздуха. Обычно оно производится путем снижения температуры воздуха до

Сложность процессов фазового превращения побуждает проводить специализированные опыты. Одни задачи требуют достаточно точного моделирования условий образования и роста капель (исследования процесса конденсации, переохлаждения и т. п.), другие допускают значительное отклонение от условий подобия превращения фаз (исследование движения крупных капель и пленок, процессов сепарации и т. п.). Ряд таких задач может решаться даже в условиях искусственного создания влаги в необходимой форме и независимо от фазовых превращений. Устранение или

В Советском Союзе, особенно в связи со строительством АЭС, в течение последних двадцати лет были развернуты исследования влажнопаровых турбин в БИТМ, ЛПИ, МЭИ, ЦКТИ, а также на ЛМЗ, ХТГЗ и КТЗ. В этих и других организациях продолжается и в настоящее время изучение различных аспектов этой проблемы. Крупные исследования выполняются также за рубежом. Можно отметить два главных направления этих исследований: 1) изучение кинетики фазовых превращений в турбинных ступенях; 2) изучение движения пленок и капель в проточных частях турбин, процессов сепарации влаги и эрозии лопаток.

При рассмотрении же процессов сепарации влаги и эрозии лопаток наибольшую роль играют крупные капли, занимающие лишь незначительную долю объема движущейся среды. Эти капли сильно отклоняются по направлению и величине их скорости от однородного потока. Такие капли следует рассматривать как индивидуальные аэрозоли.

В книге изложены основные условия надежной я экономичной работы сепарационных устройств промышленных паровых котлов. Большое внимание уделено устройствам и способам разрушения пены, центробежным сепараторам-циклонам, внутрибарабанным циклонам. Изложена методика выбора и расчета основных элементов сепарационных устройств. Предложена классификация схем совместного включения различных сепараторов. Рассмотрены качество исходной воды, интенсификация процессов сепарации, эффективность работы отдельных типов сепараторов.

Последовательное включение (рис. 1-2,6) применяют для улучшения процессов сепарации, если в одном сепараторе не достигается требуемая эффективность отделения пара от воды. Применяют схемы с двумя, тремя и более последовательно включенными сепараторами. При этом часто включают сепараторы различных типов.

За рубежом развитие сепарационных устройств происходило несколько иным путем, чем в СССР. Для интенсификации процессов сепарации основное внимание уделялось снижению солесодержания питательной воды путем широкого развития схем полного обессоливания. Сравнительно малое развитие ТЭЦ за рубежом обусловливает малые потери конденсата, а при конденсатном режиме хорошо работают схемы с жалюзийными сепараторами (см. рис. 4-2,6) [Л. 18], которые получили весьма широкое распространение; некоторое количество кот-

Для уменьшения солесодержания котловой воды в зоне разрушения пленки используются: подача питательной воды на зеркало испарения, увеличение продувки организацией ступенчатого испарения; сбор и возврат конденсата, а в отдельных наиболее тяжелых случаях — установка испарителей и паропреоб-разователей. Все это снижает устойчивость пены, что для котлов среднего и низкого давления является одним из основных факторов улучшения процессов сепарации.

В заключение следует отметить, что сепараторы и сепараторы-пароперегреватели все еще находятся в стадии развития новых конструкций. Очевидно, после изучения процессов сепарации влаги проточных частей турбин и организации влагоудаления в перепускных трубах предоставится возможность создать наиболее компактные и падежные турбоустановки для АЭС, работающих во влажном паре.

Наиболее полные исследования различных вариантов влагоулавли-вающих аппаратов на воздухо-водя-ной среде были проведены в БИТМ [Л. 63, 143]. Исследования на влажном паре при больших окружных скоростях моделей последних ступеней выполнены в ЛПИ [Л. 65]. Интересные работы по изучению процессов сепарации, особенно на натурных турбинах, проводятся на ХТГЗ [Л. 68—70] и в ЦКТИ [Л. 7, 8, 110]. Комплексные исследования сепарирующей способности турбинных ступеней ведутся в МЭИ.

Модификация инструментальных твердосплавных материалов ион-но-плазменным нанесением покрытий позволяет снизить силу трения при фрикционном взаимодействии твердых сплавов с другими материалами. Закономерности изменения силы трения в трибосистеме "инструментальный сплав-обрабатываемый материал" зависят от содержания кобальта и зернистости материала основы, а также от выбора состава покрытия. Покрытия TiN и TiC при трении по титановым сплавам ВТ16 и ВТ20, относящимся к труднообрабатываемым материалам, малоэффективны 92]. Однако снизить силу трения можно путем подбора состава нитридных покрытий на основе металлов 5-й и 6-й групп Периодической системы элементов. Зависимость силы трения от температуры эксперимента характеризуется наличием экстремума. Это справедливо и для пар инструментальный материал-конструкционные стали. Экстремальный характер указанной зависимости обусловлен закономерностями развития процессов схватывания и окисления контактирующих поверхностей с ростом температуры. Значительное повышение температуры приводит к разупрочнению контактирующих поверхностей, с последующим снижением силы трения. Температура контакта является определяющим фактором работоспособности инструментальных сплавов при резании на высоких скоростях. Поэтому выбор состава покрытия должен производиться в соответствии с их термодинамической устойчивостью, сопротивляемостью высокотемпературному окислению и коррозии, т.е. с теми физико-химическими процессами, которые интенсивно протекают в условиях высоких температур. Покрытие оказывает влияние на тепловое состояние твердосплавного инструмента, которое изменяется в зависимости от толщины нанесенного слоя и соотношения режимов резания - скорости и подачи. Наибольший эффект от покрытия достигается при оптимальном сочетании высоких скоростей резания и малых подач [92]. Теплопроводность покрытия через изменение длины

модифицированного твердосплавного инструмента. В этом темпера-турно-скоростном диапазоне интенсивность изнашивания инструментального материала, определяемая адгезионными и диффузионными процессами, после лазерной обработки снижается. Это подтверждается дискретным характером взаимодействия модифицированного инструментального материала с обрабатываемым, а также топологией контактных площадок. Модификация снижает интенсивность процессов схватывания, изменяет морфологию износа контактных поверхностей твердого сплава, обеспечивая более равномерное изнашивание без микросколов и выкрашиваний. В условиях повышенных скоростей резания, когда основным фактором, определяющим износостойкость инструментальных материалов, являются диффузионные процессы, лазерная модификация вследствие упрочнения кобальтовой фазы препятствует диффузии железа из обрабатываемого материала в твердый сплав и предотвращает охрупчивание связки. Следует отметить, что элементный характер стружкообразования и связанное с ним циклическое нагружение режущего инструмента негативно влияют на износостойкость модифицированных лазерными пучками твердых сплавов.

В книге изложены результаты оригинальных исследований по выявлению наиболее часто встречающихся и недопустимых при эксплуатации машин процессов изнашивания в условиях схватывания первого и второго рода. Приведены данные о закономерностях развития процессов схватывания первого и второго рода в связи с изменением факторов внешних механических воздействий, среды, материалов и методов их обработки, масштабного фактора и фактора времени.

Разработана методика устранения процессов схватывания первого и второго рода в связи с анализом этих явлений в деталях машин, изучением закономерностей возникновения и развития этих процессов. Представлены примеры обоснованной борьбы с изнашиванием деталей машин в условиях схватывания первого и второго рода.

Изучение явления схватывания в основном проводилось в лабораторных условиях, существенно отличающихся от реальных условий работы машин. Причем изучались лишь отдельные частные случаи проявления этого процесса при очень малых скоростях относительного перемещения испытуемых образцов, изготовленных из вязких, высокопластичных, малопрочных материалов, со снятыми с поверхностей трения адсорбированными пленками и т. п. Изучением процессов схватывания, происходящих в реальных машинах, занимались немногие: Б. И. Костецкий, В. А. Кислик и некоторые другие исследователи.

Цель автора — восполнить в некоторой степени имеющиеся пробелы в изучении процессов схватывания металлов, происходящих

На возникновение и развитие процессов схватывания металлов влияют также масштабный фактор и фактор времени.

Исследование процессов схватывания в деталях машин на образцах в лабораторных условиях, и анализ литературных данных позволяют заключить, что схватывание является процессом образования металлических связей между двумя сопряженными поверхностями металлов.

Наряду с изучением сущности и механизма процесса схватывания металлов была проведена работа по изучению количественных и качественных закономерностей возникновения и развития процессов схватывания металлов на большом количестве деталей различных машин и на образцах в лабораторных условиях. Закономерности возникновения и развития явлений схватывания изучались в лабораторных условиях в зависимости от скорости скольжения (0—800 м/сек), нагрузок (1—4000 кг/см2), вибраций (в диапазоне изменения частоты 0—200 гц и амплитуды 0—1 мм), различных материалов и методов обработки, в различных газовых и жидких средах. Изучалось также влияние температуры (от —100 до +600° С), масштабного фактора, фактора времени.

Исследование процессов схватывания в деталях машин

тате износа в условиях схватывания первого рода в трущихся поверхностных объемах металла значительно увеличилось напряжение и никаких фазовых превращений не произошло. Ферритная структура с а-решеткой обнаружена как на деталях, не подвергавшихся износу, так и на изношенных (фиг. 3). Рентгеноструктурный анализ проводился на рентгеновском аппарате типа УРС-50И. Влияние характера приложения усилий на развитие процессов схватывания первого рода можно показать на следующих примерах.