Перепадах температур

Термо-механическая обработка стали — нагрев до аустенитного состояния, деформация стали в аустенит-ном состоянии (в стабильном состоянии — выше Лс3 или в нестабильном переохлажденном состоянии) и окончательное охлаждение с протекающим при этом превращением наклепанного аустенита.

подвергаемом комбинированному термомеханическому воздействию, протекают сложные структурные преобразования, проходящие как во время пластической деформации аустенита (в устойчивом или переохлажденном состоянии), так и во время мартенситного превращения предварительно наклепанного аустенита. При этом полиморфное превращение накладывается на перемещение порождаемых дислокаций, стимулируя образование больших поверхностей нарушения правильности строения кристаллической решетки [3]. Исследование данных процессов в их неразрывной взаимосвязи вряд ли возможно обычно применяемыми методами структурного анализа, и для решения проблемы в целом, по-видимому, требуется создание принципиально нового научного подхода. Большие перспективы в этом направлении имеет структурно-энергетический анализ природы упрочнения, основы которого были изложены в гл. I.

шаются тепловым движением, создаются вновь и т. д. Поэтому для каждой температуры можно говорить лишь о некотором усредненном ближнем порядке и некоторой усредненной равновесной структуре жидкости с присущей ей энергией активации процесса блуждания молекул, обусловливающего вязкость. При изменении температуры происходит перегруппировка молекул и установление нового равновесного состояния. Подобный процесс установления в системе равновесия называется релаксацией, а время, в течение которого равновесие устанавливается, называется временем релаксации т. По порядку величины оно равно времени оседлой жизни молекул, определяемому соотношением (1.2). Из этого соотношения видно, что с уменьшением энергии активации Ua и повышением температуры Т время установления равновесной структуры жидкости резко падает. У низкомолекулярных простых жидкостей т столь ничтожно (ж 1C)-10 с), что установление равновесия в них протекает практически мгновенно. С понижением температуры время релаксации увеличивается, однако вплоть до температуры кристаллизации (плавления) оно остается еще настолько малым, что не тормозит процесс перегруппировки частиц и. образования из них энергетически более выгодной при этой температуре пространственно упорядоченной структуры — кристалла. Поэтому процесс кристаллизации таких жидкостей протекает практически скачкообразно (кривая 1 на рис. 1.3) и получить их в переохлажденном состоянии чрезвычайно трудно. Скачкообразно меняется не только удельный объем, как показано на рис. 1.3, но и другие параметры состояния: внутренняя энергия U, энтропия 5, свободная энергия f и т. д. Скачок сопровождается выделением теплоты кристаллизации.

Приведенными выше примерами не исчерпываются возможности использования новой технологии транспорта жидкости на большие расстояния" по трубопроводам. Особенно перспективным может оказаться использование предложенного способа при транспорте в трубопроводах на большие расстояния (сотни и тысячи километров) сжиженного газа. При обычном транспорте сжиженного газа в переохлажденном состоянии по двухстенным трубопроводам в изоляционном зазоре образуется слой, в котором происходит конденсация газа, что приводит к повышению коэффициента теплопроводности изоляции, к конвекции в ней, снижению надежности работы двухстенного трубопровода. С этим борются с помощью размещения на наружной поверхности внутреннего трубопровода малотеплопроводного твердого материала, в котором происходит необходимое повышение температуры до температуры насыщения. Ввиду высокого значения коэффициента теплопроводности твердых материалов по сравнению с теплопроводностью газов применение твердого материала приводит к увеличению диаметра наружного трубопровода, усложнению конструкции. При использовании новой технологии можно совместить способ транспорта сжиженного природного газа в двухстен-

Подробный анализ возникновения жидкой фазы и структуры двухфазного потока при' сравнительно низких давлениях дан в гл. 2. Теплофизические и термодинамические свойства водяного пара в этой области таковы, что при расширении в соплах пар в критическом сечении находится в переохлажденном состоянии, и спонтанная конденсация происходит в сверхзвуковой части потока. Можно предположить, что при увеличении давления с приближением к критической точке состояния вещества характер процесса конденсации будет изменяться. Действительно, с ростом давления и температуры вероятность образования зародышей в метастабильной среде резко возрастает из-за уменьшения поверхностного натяжения, а скорость ядрообразования / {формула (2-2)] оказывается пропорциональной квадрату статического давления р. Предполагая, что уравнение (2-2) справедливо во всем диапазоне давлений перенасыщенного пара, можно построить кривые / = /(Ма) при разных р» (в расчетах влияние попра-

При отрицательных температурах необходимо различать давление насыщенного пара над льдом и над переохлажденной водой. Давление насыщенного водяного пара над переохлажденной водой больше давления насыщенного водяного пара над льдом. Во влажных материалах при отрицательных температурах и обра-зов-ании льда в крупных порах происходит перегруппировка воды и сосредоточение ее в широких порах вследствие меньшей упругости пара над льдом, чем над водой в мелких порах, находящейся в переохлажденном состоянии.

кость оказывается в переохлажденном состоянии. Поэтому при дальнейшем

В окрестности Т.т вязкость жидкого металла составляет обычно Ю-2 Па-с, ас повышением температуры она медленно уменьшается (сплошная линия L). В жидком состоянии энергия активации вязкого перемещения атомов почти всегда составляет Ef&3kTm (при Г=1000 К величина ?^0,3 эВ). При кристаллизации жидкости вязкость при Тт возрастает очень сильно (в 1010 раз). Однако при температуре ниже Тт, в случае подавления кристаллизации, когда жидкость находится в переохлажденном состоянии, вязкость с уменьшением температуры возрастает непрерывно.

В переохлажденном состоянии A7Y=0,18, AG*/#^~60, Dn — =DV=D. Учитывая, что D и г] связаны соотношением Эйнштейна— Стокса:

Кремнеземистое стекло Аморфная 2,20 1983 (жидкость) При более низкой температуре — в переохлажденном состоянии

Кремнеземистое стекло Аморфная 2,20 1983 (жидкость) При более низкой температуре — в переохлажденном состоянии

Из ситаллов могут быть изготовлены футеровочпые плитки, реакционные аппараты малой емкости и различные детали химической аппаратуры, такие, как горелки, колпачки реактифика-цпоиных колони, чехлы для термопар и др. Трубы из ситалла (диаметром Л --100 мм) применяют в различных теплообменниках, особенно при больших перепадах температур и при действии абразивных суспензий. Ситаллы используют также для изготовления подшипников, хорошо работающих без смазки при температурах около 540° С и нагрузках, равных 50% от тех нагрузок, которые выдерживают стальные подшипники.

При работе механизмов при высоких температурах, в химически активных средах и в вакууме жидкие смазки теряют свои свойства. В этих случаях применяют твердые смазки, к которым относятся графит, а также сульфиды и селениды молибдена или вольфрама. Из твердых смазок наибольшее распространение получил дисульфид молибдена (MoS2), который наносится на трущиеся поверхности в виде пленки толщиной 20 ... 30 мкм и применяется в обычных условиях и в вакууме при больших перепадах температур (—180 ... --400"С) и высоких удельных давлениях. В опорах трения часто применяют металлокерамиче-ские самосмазывающиеся материалы в виде бронзо-графитовых и железо-графитовых материалов, где кроме твердой смазки (графита) присутствует жидкая смазка, заполняющая поры материала. Применяют также пористые антифрикционные материалы на основе меди и серебра, порв! которых заполнены сульфидами, селенидами и теллуридами молибдена, вольфрама, ниобия. В этих случаях твердая смазка обеспечивает высокую несущую способность и малые коэффициенты трения.

При малых скоростях движения жидкости и больших перепадах температур теплота переносится как за счет естественной, так и вынужденной конвекции. Если скорости движения велики, а температурные перепады незначительны, то влияние свободной конвекции на суммарный теплообмен также незначительно. Интенсивность теплоотдачи конвекцией зависит от характера течения жидкости в пограничном слое. При ламинарном режиме течения жидкости, когда линии тока параллельны теплоотдающей поверхности, интенсивность теплоотдачи невелика, слабо зависит от скорости течения жидкости и сильно изменяется при изменении теплофизических свойств теплоносителя.

Метод нестационарной теплопроводности позволяет п ряде случае!! пронодмть измерения при непрерывном изменении температуры до желаемого ее значения. Это даст возможность получить сразу соответствующую непрерывную кривую изменения измеряемого теплового параметра в широком интервале температур, в то время как во всех стационарных методах такие кривые строятся по нескольким опытным: точкам, соответствующим различным стационарным тепловым режимам, число которых обычно ограничено. Измерения тепловых параметров различных веществ производятся при относительно небольших перепадах температур, что приближает их средние значения к истинным. Последнее делает нестационарные методы предпочтительными для исследования тепловых параметров влажных материалов.

коэффициента теплоотдачи не выполняется, так как он оказывается функцией температурного напора. При этом а сильнее зависит от Atf при малых значениях М, чем при больших. Так, при А^ до 5° С отклонения от среднего значения коэффициента теплоотдачи составляют ±14,4%, а при Д/ = 6'5-=-70°С— всего + 0,7%. В этих случаях опыты рекомендуется проводить при перепадах температур порядка 40—45° С [Л. 3-4].

При большой относительной длине образца l/d и значительных радиальных перепадах температур поправка р является пренебрежимо малой. Из уравнения (3-47) следует, что время запаздывания температуры в одной точке образца по сравнению с температурой в другой точке не зависит от интенсивности теплообмена этого образца с окружающей средой. Оно определяется только температуропроводностью образца и расстоянием между указанными двумя точками.

До сих пор мы полагали, что коэффициент теплопроводности материала стенки постоянен. При больших перепадах температур может возникнуть необходимость в учете зависимости коэффициента теплопроводности от температуры. Часто эта зависимость имеет линейный характер:

Повышенное сопротивление хромированных труб к циклическим термическим напряжениям можно объяснить несколькими причинами. Так, коэффициент линейного расширения железохро-мистых сплавов уменьшается примерно в 1,3 раза при увеличении количества хрома от 0 до 40 % [206], что должно при одинаковых перепадах температур в циклах резких охлаждений во столько же раз уменьшить термические напряжения на наружной поверхности трубы. Существенное влияние может иметь также находившийся под хромовым покрытием обезуглероженный слой, который является более пластичным по сравнению с основным металлом.

Для защиты металлических изделий, длительно эксплуатируемых при температуре до 400"С Для защиты стальных, латунных, алюминиевых и титановых сплавов, длительно эксплуатируемых при температуре до 300°С, перепадах температур (—40...300°С), атмосферных воздействиях Для устройства покрытий, стойких в морской и минерализованной воде, парах серной и соляной кислот

Полипропиленовые и полиэтиленовые листовые материалы можно крепить полиуретановыми (ВК-11, ВИЛАД-1) и эпоксиднокаучуко-выми клеями механохимическим методом. Для фторопластовых клеев при том же методе используют эпоксиднофторкаучуковый клей,, отверждаемый фторамином. Однако из-за большого различия в коэффициентах термического линейного расширения металла и полимера такая защита неэффективна при значительных перепадах температур. Этот недостаток можно преодолеть, используя биматериалы типа полипропилен — бутилкаучуковая резина, фторопласт ЧМБ-полихлоропреновая резина. Наиболее экономичны листы профилированного полиэтилена (РТУ 251—73), выпускаемые в виде бесшовных профилированных (ребристых) рукавов диаметром 600 мм, которые разрезают на листы длиной до 50 м; толщина листов 1,5—1,7, высота ребер 8, расстояние между ребрами 40 мм.

создание в выпарных аппаратах (испарителях) интенсивного теплообмена, что при высоких коэффициентах теплопередачи и малых перепадах температур позволяет, с одной стороны, увеличить число последовательно подключенных корпусов опреснительной установки и снизить расход исходного тепла на 1 т дистиллята, а с другой, получить снижение поверхности нагрева (т. е. снижение капитальных затрат);