Промышленных аппаратах

В связи с особым значением явления малоцикловой усталости для самолетных деталей рассмотрим особенности строения изломов повторно-статического нагружения листовых образцов, изготовленных главным образом из промышленных алюминиевых сплавов.

Характерно, что значения коэффициентов интенсивности напряжений, подсчитанные для граничных значений длин усталостной трещины, а именно: конец первой, второй, третьей и четвертой стадий, постоянны для данного материала в широком интервале условий нагружения. В частности, для промышленных алюминиевых сплавов. Д16Т, Д16Т1, В95Т1, АК4-1Т1, ВАД-23Т1 постоянство коэффициентов К наблюдалось при изменении: 1) асиметрии цикла от 0,2 до 0,5 (при неизменном значении максимального напряжения цикла 0,1 ГН/м2; 2) частоты нагружения от 10 до 750 цикл/мин; 3) ширины образца от 100 до 350 мм; 4) исходного максимального напряжения цикла от 0,08 до 0,3 ГН/м2 (табл. 10). Все полученные значения К\, Кп, Km, К iv меньше Кс (статического коэффициента интенсивности напряжений), что, по-видимому, связано с циклическим повреждением материалов в процессе повторного нагружения. Этой же причиной можно объяснить снижение значений К на всех стадиях развития усталостной трещины при низких значениях повторного напряжения (например, для сплавов В95Т1 и Д16Т и АК4-1Т1 при снижении отах от 0,08—0,3 до 0,06 ГН/м2).

Рис. 2-3. Изменение электрической проводимости пяти промышленных алюминиевых сплавов при нагреве.

Электрическая проводимость и температурные коэффициенты для некоторых промышленных алюминиевых сплавов

рактеристик алюминиевых и титановых сплавов при их нагреве. На рис. 2-3 и в табл. 2-1 приведены электрическая проводимость и температурные коэффициенты ряда промышленных алюминиевых сплавов при изменении температуры нагрева от 20 до 150 °С. Изменения электрических характеристик титановых сплавов рассмотрены в гл. 5.

Накоплен большой практический опыт по индукционной структуроскопии промышленных алюминиевых сплавов. Она основана на измерении их электрической проводимости и охватывает вопросы сортировки и оценки свойств этих сплавов после обработки без разрушения заготовок, полуфабрикатов и деталей.

Легкие композиционные материалы с алюминиевой матрицей, армированной углеродными высокопрочными и высокомодульными волокнами, хотя и обладают пределом прочности немногим выше предела прочности лучших промышленных алюминиевых сплавов, однако имеют значительно более высокий модуль упругости (14000—16000 кгс/мм2 вместо 7000 кгс/мм2) при меньшей плотности (2300 вместо 2750 кг/м3). Удельная прочность углеалю-миниевой композиции 35 км, а у обычных алюминиевых сплавов менее 20 км.

г 2. Другим важным направлением, развиваемым на кафедре, является разработка методов получения субмикрозернистых (размер зерен меньше 1 мкм) материалов и изучения их механических и технологических свойств. Это направление развивается в тесном контакте с ИФПМ УГАТУ (проф. Валиев Р.З), с лабораториями США (Университет Южной Калифорнии, Лос Анжелес, проф. Langdon Т.) и Японии (Куоши университет, Фукуока, проф. М. Nemoto). Такие материалы проявляют уникальные механические, физические и технологические свойства: существенно повышаются значения пределов прочности и пластичности, заметно снижается температура сверхпластической деформации и температура сварки давлением. Недавно было обнаружено явление высокоскоростной сверхпластичности на промышленных алюминиевых сплавах. Результаты полученных экспериментальных данных опубликованы в ряде ведущих зарубежных журналах и доложены на Международных конференциях в Японии, США, Франции, Португалии. По полученным результатам опубликовано более 20 статей и получено 4 авторских свидетельства. Результаты работы были отмечены международной премией Сороса.

Таблица 1. Химический состав промышленных алюминиевых сплавов,

Таблица 3. Термообработка промышленных алюминиевых сплавов

В этом разделе обсуждаются вопросы, связанные с испытаниями на КР высокопрочных промышленных алюминиевых сплавов, на которых наиболее четко проявляется связь особенностей структуры (формы и ориентации зерен) с характеристиками КР.

В книге изложены основы теории и методы расчета процессов, протекающих при генерации пара, движение двухфазного потока в каналах, барботаж, унос и сепарация влаги, теплообмен при кипении в условиях естественной конвекции и др. Значительное место в ней отведено инженерным методам расчета, теплообмена и гидродинамики в современных промышленных аппаратах.

Капельная конденсация возможна лишь в том случае, если конденсат не смачивает поверхность охлаждения. Искусственно капельная конденсация может быть получена путем нанесения на поверхность тонкого слоя масла, керосина или жирных кислот или путем примеси этих веществ к пару. При этом поверхность должна быть хорошо отполирована. При конденсации же чистого пара смачивающей жидкости на чистой поверхности всегда получается сплошная пленка. В промышленных аппаратах — конденсаторах — иногда возможны также случаи смешанной конденсации, когда в одной части аппарата получается капельная, а в другой — пленочная конденсация.

Исторически попыток наблюдать движение рабочей жидкости в промышленных аппаратах на уменьшенных моделях было сделано много, но при построении их никогда не соблюдались условия, необходимые для того, чтобы картина движения в модели получалась подобной картине движения в образце. Поэтому на основе изучения моделей часто приходили к ошибочным выводам. В опытах с моделями слишком малой обычно бралась скорость движения жидкости, она уменьшалась в соответствии с уменьшением геометрических размеров.

Капельная конденсация возможна лишь в том случае, если конденсат не смачивает поверхность охлаждения. Искусственно капельная конденсация может быть получена путем нанесения на поверхность тонкого слоя масла, керосина или жирных кислот или путем примеси этих веществ к пару. При этом поверхность должна быть хорошо отполирована. При конденсации же чистого пара смачивающей жидкости на чистой поверхности всегда получается сплошная пленка. В промышленных аппаратах — конденсаторах — иногда возможны также случаи смешанной конденсации, когда в одной части аппарата получается капельная, а в другой — пленочная конденсация.

Исторически попыток наблюдать движение рабочей жидкости в промышленных аппаратах на уменьшенных моделях было сделано много, но при построении их никогда не соблюдались условия, необходимые для того, чтобы картина движения в модели получалась подобной картине движения в образце. Поэтому на основе изучения моделей часто приходили к ошибочным выводам. В опытах с моделями слишком малой обычно бралась скорость движения жидкости, она уменьшалась в соответствии с уменьшением геометрических размеров.

повысительно-выпрямительных устройств с высокой добротностью, специальных схем и аппаратуры, обеспечивающих квазипостоянство зарядного тока. В реально используемых в ЭЙ промышленных аппаратах типа ВТМ до 6-8% энергии теряется в повышающем трансформаторе, до 12% - в выпрямителе (4% - в кремниевом выпрямителе), до 6-8% в дросселе насыщения (Н.П.Тузов, диссертация, 1972 г., Кольский научный центр РАН, г. Апатиты).

рисунка видно, что критическая скорость зависит от плотности орошения или, иначе говоря от отношения W : Сс. г. Кроме того, на эту скорость влияет характер укладки колец. При правильной укладке значения критической скорости больше, чем при беспорядочно лежащих кольцах. Для тех размеров колец, которые применяются в промышленных аппаратах, и значений W : Gc, r= 1 — 3, какие чаще всего имеют место в контактных экономайзерах, критическая скорость шкр = 1,0 — 1,5 м/сек. Опыт работы экономайзера, установленного на Тишино-Сокольнической красильно-отделочной фабрике, показывает, что возможна удовлетворительная работа аппаратов и с несколько большими скоростями. С учетом этого можно рекомендовать значения средней скорости газов в контактной камере w0 = =0,8—2,0 м/сек, причем большие значения следует принимать при правильной укладке колец большого размера с большим свободным объемом насадки и при малых значениях W : Gc. г. Для обеспечения полного смачивания насадки и приемлемого сопротивления газового тракта оптимальным значением плотности орошения является Hw= = 10—20 м3/м*-ч.

Влияние концевых эффектов сознательно не устранялось, поскольку в промышленных аппаратах его исключить нельзя. В опытной установке подрешеточное и наднасадочное пространства были приняты примерно такой же высоты, что и в промышленных экономайзерах.

В промышленных аппаратах, в которых поперечные размеры намного превышают высоту слоя, возникает несколько участков предпочтительного их выхода на поверхность. Если в слое относительно небольшой высоты (Як = 0,84 м, рис. 1.3,6) вероятность выхода пузырей при W * 6 почти одинакова для всей поверхности

Поскольку силы, действующие на погруженное в слой тело небольших размеров, определяются характером его обтекания плотной фазой, они пульсируют с частотой, равной частоте прохождения пузырей (пульсаций давления), причем совершенно ясно, что с увеличением высоты слоя, т.е. размеров (скорости подъема) пузырей и масштаба пульсационных движений материала, максимальная сила тоже должна возрастать. В крупных промышленных аппаратах с высоким слоем следует ожидать значительно больших усилий и связанных с ними эффектов, нежели в небольших лабораторных установках.

В промышленных аппаратах с колпачковым или перфорированным газораспределением газ подводится в слой неравномерно в виде струй, из которых образуются газовые пузыри.