Переохлаждения конденсата

Минимальная скорость охлаждения, необходимая для переохлаждения аустенита до мартенситного превращения, называется критической скоростью закалки. Чтобы закалить сталь, ее следует охлаждать со скоростью не меньшей, чем критическая. Чем

При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения требуется быстрое охлаждение, но не во всем интервале температур (от температуры нагрева до комнатной температуры), а только в пределах 650—400°С, т. е. в том интервале температур, в котором аустенит менее всего устойчив, быстрее всего превращается в феррито-цементит-ную смесь. Выше 650°С скорость превращения аустенита мала,

Если С-кривая располагается правее, чем показано на рис. 235,6, вследствие большей устойчивости переохлаждения аустенита, то, очевидно, Прокаливаемость увеличится.

Получение дисперсных структур в результате переохлаждения аустенита ведет к непрерывному повышению твердости и прочности; максимальную твердость (прочность) имеет мар-тенситная структура. При 0,4% С мартенситная структура имеет твердость около HRC 60 (НВ 650), что соответствует прочности1 порядка 220—240 кгс/мм2. Однако вязкость в этом случае недопустимо низкая и должна быть повышена отпуском, правда, за счет снижения прочности.

В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области или ступени превращения (рис. 101, б): перлитную; область промежуточного превращения (промежуточного между перлитным и мартенситным превращением) и мартенситную.

С увеличением скорости охлаждения возрастает степень переохлаждения аустенита относительно равновесной точки Л,. Схематические диаграммы, показывающие влияние скорости охлаждения на температуру распада аустенита и на образование структурных составляющих после охлаждения углеродистой эвтектоидной стали, приведены на рис. 116.

При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного

Скорость охлаждения при термической обработке зависит от требуемых конечной структуры и свойств стали. Ниже точки Л, (723° С) аустенит неустойчив. Если степень переохлаждения аустенита невелика, он распадается на ферритно-цементитную смесь.

В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области, или ступени, превращения (см. рис. 112, 6): перлитную, промежуточного превращения (промежуточного между перлитным и мартенситным превращением) и мартенсит ную.

Существенное значение для протекания вторичной кристаллизации имеют условия охлаждения. Незначительная степень переохлаждения или весьма медленное охлаждение обеспечивают получение равновесных структур. Чем больше степень переохлаждения аустенита или скорость его охлаждения, тем более неравновесной будет структура получаемой стали. Изменяя условия охлаждения, можно получить различные модификации структур, а именно сорбит, троостит или мартенсит, что существенно влияет на свойства сталей и сплавов.

Так как охлаждение на воздухе обеспечивает более высокую степень переохлаждения аустенита, чем при отжиге, то продукты его распада оказываются более дисперсными, а плотность генерируемых дислокаций приближается к 108 см~2. Вследствие этого нормализацией можно получить более благоприятную мелкозернистую структуру стали, обладающую повышенными прочностными свойствами.

Пренебрегая теплотой переохлаждения конденсата, можно написать:

в котором теплота переохлаждения конденсата не учитывается, средняя скорость пара на входе wno будет:

Пар, достигший поверхности раздела фаз, конденсируется. При этом выделяется теплота фазового перехода /7п,ш>в— '(»п,пов — 1ж,пов)/п,пов-Теплота фазового перехода вместе с теплом, переданным конвективной - теплоотдачей, переносится "К твердой стенке, на которой находится конденсированная фаза. Перенос теплоты через движущуюся пленку конденсата определяется конвективным теилообменом, описанным ранее (см. гл. 12). Твердой стенке передается и некоторая теплота переохлаждения конденсата относительно ?Пов, так как температура по толщине пленки изменяется от tnOE до tc (рис. 14-6). Большей частью теплота переохлаждения конденсата невелика и во многих

При условиях опытов [Л. 9] количество теплоты, передававшейся от смеси к поверхности пленки конденсата путем конвективной теплоотдачи, а также теплота переохлаждения конденсата были весьма малы сравнительно с теплотой фазового перехода, и ими можно пренебречь.

Анализ влияния переохлаждения конденсата, инерционных сил в пленке и сил трения между поверхностью пленки и неподвижным паром, проведенный в [Л. 44, 49], показывает, что все эти эффекты в обычных условиях вносят погрешность, измеряемую лишь несколькими процентами. На рис. 4-25 показаны результаты анализа [Л. 49]. Здесь по оси ординат отложено отношение расчетного коэффициента теплоотдачи а с учетом перечисленных выше эффектов к коэффициенту теплоотдачи по теории Нуссельта а#. По оси абсцисс отложена безразмерная величина k—------------——.Число Рг конденсата является параметром.

Анализ влияния переохлаждения конденсата, инерционных сил в пленке и сил трения между поверхностью пленки и неподвижным паром, проведенный

При постоянном температурном перепаде A7' = const = = 7S — Т с. Если пренебречь теплотой переохлаждения конденсата и принять на начальном участке при jf = 0 6 = = 0, то уравнение для толщины пленки конденсата в конце участка длиной х будет иметь вид

При конструировании конденсатора должна быть учтена также возможность предупреждения аммиачной коррозии трубок из медных сплавов со стороны пара, поступающего из турбины. Предотвращение аммиачной коррозии может быть достигнуто поддержанием воздушной плотности конденсатора на таком уровне, чтобы содержание кислорода в конденсате не превышало 50 Л1кг/кг, при концентрации аммиака не выше 500 мкг/кг; заменой в камерах отсоса воздуха латунных трубок трубками из материала, не подверженного аммиачной коррозии (стали Х13, 1Х18Н9Т и др.); исключением переохлаждения конденсата.

ское разложение аминов и снижение их защитных свойств. Нельзя допускать местного переохлаждения конденсата до температур 30—40°С, так как при'этом возможно затвердевание пленкообразующего амина.

В реальных условиях температура охлаждающей воды может оказаться ниже расчетной и во избежание переохлаждения конденсата расход охлаждающей воды целесообразно уменьшить. В этом случае следует обратить внимание на то, чтобы скорость воды в трубках исключала возможность получения ламинарного движения воды, т. е. необходимо обеспечивать Re > 2300.

В случае переохлаждения конденсата до 8° С (по данным С. А. Смита, 8° С — наибольшая величина переохлаждения при нормальных условиях работы) для его подогрева потребуется подвести следующее количество пара: