Поверхность регенератора

Во-вторых, должна быть обеспечена плоская деформация, т. е. поверхность разрушения должна быть перпендику-

Г) кристаллический (светлый) излом (рис. 33, о), поверхность разрушения которого характеризуется наличием блестящих плоских участков. Такой излом свойственен хрупкому разрушению; 2) волокнистый (матовый) излом (рис. 33, а, /), поверхность разрушения которого содержит весьма мелкие уступы — волокна, образующиеся при пластической деформации зерен в процессе разрушения. Этот излом свидетельствует о вязком разрушении. Смешанный характер разрушения показан па рис. 33, а,2. Изучение топкой структуры излома с помощью электронного микроскопа (микрофрактографил) позволяет более уверенно судить о вязком или хрупком характере разрушения, Вязкое разрушение характеризуется ямочным («чашечным») изломом (рис. 33, б, 1)\ ямка — микроуглубленис на поверхности излома, возникающее в результате образования, роста и слияния микропустот. Глубина ямки определяется способностью металла к локальной пластической деформации. Излом при хрупком разрушении имеет ручьистый узор (рис. 33, б, в), представляющий собой систему сходящихся ступенек скола1, образующихся в результате деформации разрушения перемычек между хрупкими трещинами, распространяющимися путем скола по параллельным, близко расположенным кристаллографическим плоскостям.

к образованию крупного действительно зерна. У перегретой стали излом камневидпый. Поверхность разрушения излома характеризуется бугорчатым грубозернистым строением (зерна без металлического блеска, как бы оплавленные).

Измеряли площадь и периметр этих островов. Картину «островов-озер» исследовали с помощью анализатора изображений и на основе полученных данных строили зависимость его площади от периметра в двойных логарифмических координатах. Было установлено, что эта зависимость линейная, т.е. поверхность разрушения является фрактальной. Тангенс угла наклона ср этой прямой отвечает фрактальной размерности (рисунок 4.41).

Поверхность разрушения

Поверхность разрушения

Поверхность разрушения

Температура существенно влияет на рельеф поверхности разрушения сколом [387]. Так, при низкой температуре, когда разрушению •ие предшествует заметная пластическая деформация, поверхность разрушения сравнительно гладкая, ступеней скола мало и их высота невелика. Скол у источника разрушения зеркально гладкий. При повышении температуры и соответственно пластичности металла рельеф

В области пластичного разрушения и высокой пластичности, которая отсутствует в сплаве МТАН [433], нарастает пластичность, связанная с хрупко-пластичным переходом самих частиц и обходом дислокациями частиц путем поперечного скольжения; поверхность разрушения характеризуется наличием крупных ямок, свидетельствующих о быстром укрупнении пор. За областью пластичного разрушения следует область высокотемпературного межзеренного разрушения.

доля энергии (обратимая) We; энергия пластической деформации Wp; энергия, рассеиваемая в окружающую среду Wf,; энергия образования свободной поверхности Wf. Результатом интегрирования этих затрат энергии по координате (длина трещины) является работа разрушения материала при подрастании трещины на некоторую длину Да. Плотность энергии (AWl / Да) характеризует поведение материала в той или иной локальной области, и ее величина отражает тот факт, в какой мере произошло перераспределение энергии от внешнего источника на тот или иной вид энергии, в результате чего произошло подрастание трещины на ту или иную величину. При этом работа разрушения, которая расходуется на формирование свободной поверхности (поверхность излома), не зависит от того, от какого источника поступила энергия и в какой мере было осуществлено перераспределение энергии при подрастании трещины. Плотность энергии, отвечающая за создание единичной свободной поверхности (поверхность разрушения или излома), является физической константой, или характеристикой свойства материала сопротивляться росту трещин. Рост трещин в материале может быть реализован только тогда, когда для релаксации энергии от внешних источников необходимо подключить энергию образования свободной поверхности. Она подключается только в том случае, когда ни один из других способов поглощения (рассеивания) энергии не может в полной мере компенсировать затраты поступаю-

Процесс циклического нагружения элемента конструкции в условиях эксплуатации сопровождается постепенным накоплением повреждений в материале до некоторого критического уровня, который может быть охарактеризован с привлечением различных методов и средств исследования. Выбор средств определяется применяемыми критериями в оценке самого предельного состояния и его фактической реализацией к рассматриваемому моменту времени, как это было рассмотрено в предыдущей главе. Даже при отсутствии в детали трещины можно с большой достоверностью утверждать, что после длительной наработки в эксплуатации последующее после проверки нагружение может вызвать быстрое зарождение и далее распространение усталостной трещины. Оценка состояния материала с накопленными в нем повреждениями и прогнозирование последующей длительности эксплуатации до появления трещины, установление периодичности контроля за состоянием детали подразумевают использование структурного анализа на базе физики металлов. Это подразумевает обязательное применение методов механики разрушения для оценки длительности роста трещины и обоснования периодичности осмотров на всех стадиях зарождения и распространения трещин. Однако многопараметрический характер внешнего воздействия на любой элемент конструкции делает неизбежным введение в рассмотрение процесса накопления повреждений в конструкционных материалах с позиций синергетики, следовательно, возникает новое представление о процессе распространения трещин. Всю совокупность затрат энергии внешнего воздействия, вызвавших разрушение элемента конструкции, интегрально характеризуют: достигнутое на определенной длине трещины предельное состояние, единичная реализация процесса прироста трещины и сформированная в результате этого поверхность разрушения.

Удельная поверхность регенератора (поверхность теплообмена, приходящаяся на единицу мощности) fr = FINi определяется из следующей приближенной зависимости [23]:

Регенераторы — такие теплообменные аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то горячей, то холодной жидкостью. Сначала поверхность регенератора отбирает теплоту от горячей жидкости и нагревается, затем поверхность регенератора отдает энергию 'холодной жидкости. Таким образом, в регенераторах теплообмен всегда происходит в нестационарных условиях, тогда как рекуперативные теплообменные аппараты большей частью работают в стационарном режиме. Типичным примером регенеративных аппаратов являются воздухоподогреватели мартеновских и доменных печей.

На рис. 4.9 представлены результаты исследования влияния кинетики химических реакций на теплообменную поверхность регенератора АЭС БРГ-30. Эти результаты получены при использовании метода теплового расчета регенератора, изложенного в работе [415].

где k — коэффициент теплопередачи; Spez — поверхность регенератора;

(об = 8рег — поверхность регенератора;

где k — коэффициент теплопередачи; F — поверхность регенератора; сд — теплоемкость газа и воздуха.

Поверхность регенератора

Регенерация позволяет снизить последнюю составляющую потерь. В идеальном случае (равные водяные эквиваленты газов и воздуха, бесконечно большая поверхность регенератора), когда эти потери отсутствуют, точка 8, отвечающая состоянию уходящих газов за регенератором, должна совпадать с точкой 5.

До сих пор анализировались условия, когда в газовый тракт впрыскивают воду. Рассмотрим теперь случай, когда воздушный регенератор в схеме, изображенной на рис. 3-1, отсутствует, а в водяном экономайзере может происходить парообразование. Будем полагать, что поверхность регенератора бесконечно велика. Для того чтобы исключить возможность возникновения конденсации потока в регенераторе, примем, что температура питательной воды равна 100° С. Все остальные величины сохраним такими же, как при расчетах кривых на рис. 3-2.

Поверхность регенератора в установке по схеме рис. 3-10 составляет около 50% поверхности регенератора двухвальной ГТУ той же мощности.

Рис. 4.11. Влияние параметров установки на ее к. п. д. т)н, величину изменяющейся части расчетных затрат ДЗ и поверхность регенератора 5р (цифры на кривой т]н показывают температуру промперегрева)