Радиационных повреждений

Впрыск воды в прямоточном котле следует рассматривать как способ уменьшения инерционности системы регулирования при основном способе регулирования, основанном на поддержании постоянства отношения Q/D. Следует отметить, что уменьшение впрыска ADB2 в выходной части перегревателя 4 (см. рис. 144) может оказывать воздействие на тепловосприя-тие радиационных поверхностей, так как расход среды в них будет меняться на величину ADBa. Величину А/р в прямоточных котлах рассчитывают по уравнениям,' ана-

Впрыск воды в прямоточном котле следует рассматривать как способ уменьшения инерционности системы регулирования при основном способе регулирования, основанном на поддержании постоянства отношения Q/D. Следует отметить, что уменьшение впрыска А?)В2 в выходной части перегревателя 4 (см. рис. 144) может оказывать воздействие на тепловосприя-тие радиационных поверхностей, так как расход среды в них будет меняться на величину Д?>В2. Величину Atp в прямоточных котлах рассчитывают по уравнениям, аналогичным (146), (147), но вместо Рис. 145. Изменение температу-величины iK берут энтальпию ine пи- Ры * перегрева пара во времени « тт т при возмущении по тепловому

в этом случае выполняется лишь при недостаточности радиационных поверхностей нагрева, расположенных на передней и задней стенах. В том случае, если необходимая радиационная поверхность нагрева превышает

Особенно большое значение приобретает роль радиационных поверхностей нагрева и топочных экранов, которые становятся не придатком конструкции котла, а основным его элементом. Применение высокого подогрева воздуха ещё более повышает роль экранирования, позволяя увеличивать мощность и экономичность котельных установок, не опасаясь шлакования и сохраняя надёжность работы обмуровки топки.

Наглядное представление об изменении соотношения тепловых характеристик отдельных стадий парообразования при изменении давления дают диаграмма i — s (фиг. 25 — вклейка, см. также ЭСМ, т. 1, кн. 1, стр. 471), а в особенности диаграмма i = f(p, t), приведённая на фиг. 26. По мере повышения давления пара увеличивается роль подогрева воды и перегрева пара и постепенно снижается расход тепла на парообразование, доходя до нуля при критическом давлении. Одновременно с повышением давления возрастает также и температура стенок экономайзерной и испарительной поверхности нагрева, что приводит к уменьшению температурных Яапоров по газоходам котла и увеличению роли радиационных поверхностей нагрева.

Соотношение радиационного и конвективного теплообмена в котлоагрегате в значительной степени зависит от выбора температуры подогрева воздуха. При заданной температуре уходящих газов степень подогрева воздуха не влияет на абсолютное количество тепла, передаваемое конвекцией, так как оно зависит от разности температуры газов на выходе из топки, определяемой по условиям шлакования выбранного сорта топлива и заданной температуры уходящих газов. Количество же тепла, передаваемое радиацией (а следовательно, и общее количество тепла, получаемое поверхностью нагрева котлоагрегата), растёт по мере повышения температуры воздуха, увеличивая тем самым роль и значение радиационных поверхностей нагрева даже при незначительном увеличении их. размеров.

При расположении пароперегревателя в зоне более низких температур эта кривая становится более крутой, в случае же установки его в зоне более высоких температур кривая становится пологой. При наличии конвективного пароперегревателя с повышением нагрузки увеличивается и температура пара, выдаваемого котлом, в случае же установки радиационного пароперегревателя температура перегретого пара с ростом нагрузки котла падает. Комбинируя пароперегреватель из конвективных и радиационных поверхностей нагрева, можно добиться того, что при определённом соотношении их величины температура перегретого пара не будет зависеть от изменения нагрузки котла. Для иллюстрации этого положения приводится фиг. 45, на которой даны кривые изменения температуры пара, полученные расчётным путём при проектировании одного из котлов высокого давления для смешанного ра-диационно-конвективного пароперегревателя с различной долей участия радиаци- ?т°с &„ =0мш1

В мазутных топках с энерговыделением 230—290 квт/м3 (200— 250 тыс. ккал/м3 -ч) резко выраженный максимум излучения находится в зоне ядра горения, при этом локальные тепловые нагрузки радиационных поверхностей нагрева значительно превышают средние. При движении газов к выходному топочному окну интенсивность излучения падает, снижаясь примерно в 2—2,5 раза. Следовательно, по интенсивности энерговыделения мазутный и газовый факел заметно неоднороден и состоит из нескольких фаз: фазы воспламенения с максимальным энерговыделением, в которой выгорает максимальное количество топлива, фазы с преобладанием диффузионной области горения со средним энерговыделением и фазы дожигания с минимальным энерговыделением. В связи с этим температура газов на выходе из газомазутной топки в значительной мере определяется положением ядра факела по высоте топки.

излучения абсолютно черного тела; Ц — весовая концентрация частиц (капель); I — коэффициент загрязнения радиационных поверхностей

Основной задачей расчета суммарного теплообмена в топках является определение температуры газов на выходе из топки или размеров топочных камер и соответствующих им величин радиационных поверхностей нагрева, необходимых для заданного охлаждения продуктов сгорания.

26. Гурвич А. М., Митор В. В., Тепловая эффективность радиационных поверхностей нагрева, «Энергомашиностроение», 1957, № 2.

Формирование покрытий и особенности структуры переходных слоев в значительной степени зависят от технологических параметров процесса нанесения покрытий, в частности от плотности потока и энергии ионов в процессах бомбардировки и конденсации покрытия, а также от давления реакционного газа. В сочетании со временем воздействия энергия ионов определяет поверхностную температуру, с которой связано протекание плазмохимических реакций. Перед нанесением покрытия проводят очистку поверхности мишени ионной бомбардировкой. Кроме очистки загрязненной поверхности, происходит образование различных дефектов поверхностного слоя основы за счет радиационных повреждений, что создает благоприятные условия для процесса конденсации и роста покрытия. Это сопровождается ионным легированием и насыщением приповерхностных слоев компонентами покрытия, что способствует повышению адгезии с материалом основы.

Имеются несколько книг, в которых глубоко рассмотрены механизмы радиационных повреждений в определенных типах материалов. Данные из этих книг послужили справочным материалом для настоящей книги, и мы не предприняли попыток подойти к ним с более фундаментальной обработкой. Скорее, нашей целью являлось снабдить эту книгу важными для практики данными, а также привести большее количество общей информации, чем это можно сделать в обычном справочнике.

Антирады обеспечивают хорошее сохранение модуля 100 и прочностных (на сжатие) свойств материалов. В некоторых случаях радиационно-индуцированное изменение свойств уменьшается на 50%. Однако следует иметь в виду специфичность антирадов. В настоящее время механизм сохранения свойств с помощью антирадов еще недостаточно хорошо изучен. На основе различных исследований можно заключить, что резонанс и большие размеры молекул не являются обязательным условием эффективности антирадов. Точно так же наличие химически и радиационноустойчивых элементов само по себе не предохраняет вулканизат от радиационных повреждений. Кроме того, антирад, эффективно воздействующий на один материал, не всегда годится для другого аналогичного материала [87]. Поэтому, несмотря на то что известны типы соединений, поддающихся влиянию антирадов, степень сохранения свойств в каждом конкретном случае нельзя предсказать.

Радиационная стойкость полисилокеанов (силиконов), по-видимому, зависит от молекулярного веса полимера и от природы замещающих углеводородных групп. Высокомолекулярные полисилоксаны склонны к гелеобразованию при облучении, что, по-видимому, является следствием образования относительно небольшого числа поперечных связей. Как и в случае сложных эфиров и углеводородов, соединения ароматического типа (метилфенил) в отношении уменьшения радиационных повреждений, определяемых по увеличению вязкости, оказались более эффективными, чем алифатические соединения (диметил). Метилхлорфенилполисилоксан (GE 81406) обладает низкой радиационной стойкостью, и помимо гелеобра-зования происходит его разложение с выделении хлористого водорода.

Механизм образования радиационных повреждений в консистентных смазках. В ранних исследованиях влияния излучения на консистентные смазки было показано, что при сравнительно небольших дозах облучения

Ионизирующее излучение влияет на кристаллическую структуру керамических материалов, смещая атомы в кристаллической решетке, вызывает превращения атомов при ядерных реакциях и возбуждает электроны при ионизации. Теоретические основы радиационных повреждений детально обсуждались во многих работах. В этой главе будут приведены типичные результаты облучения керамических материалов и дан обзор имеющихся сведений о влиянии облучения на важные технические-свойства керамик.

Действие излучения на материалы серьезно не изучали до пуска первого ядерного реактора. Первые замеченные следствия действия излучения были вредными для изучаемых материалов, и они получили наименование радиационных повреждений. Этот терми-н, к сожалению, был принят и применяется во многих случаях, хотя часто излучение не вызывает явных повреждений в материалах.

Н. Ф. Правдюк и др. [63] изучали прочностные свойства циркония и тантал-циркониевых сплавов после облучения интегральными потоками 4-Ю19 и 1-Ю20 нейтрон/см2 соответственно при 80 и 300° С. Авторы сообщают, что послерадиационный обжиг при 300° С недостаточно эффективен для снятия радиационных повреждений. Исходя из результатов опыта, можно сделать вывод, что облучение в условиях повышенных температур не приводит к таким серьезным изменениям свойств, как облучение при комнатной температуре. Очевидно, это является следствием происходящего во время облучения отжига. Для всех исследо-вакных сплавов отмечено уменьшение пластичности примерно на 50%.

1)значительное охрупчивание вследствие радиационных повреждений решетки под действием облучения;

Облучение часто вызывает фазовые превращения. Так как тепловые волны, или фононы, рассеиваются дефектами, то в результате радиационных повреждений уменьшается теплопроводность материала. Этот эффект особенно заметен при низких температурах (< 50° К), когда решеточная теплопроводность обычно высока.

В работе [68] удалось установить зависимость радиационных повреждений от времени облучения, величины сопротивления и технологии производства (рис. 7.4). В работе использовали интегральные потоки быстрых нейтронов 1,8-1015 нейтрон/см2, тепловых 9,4-1017 нейтрон/см2 и интегральную дозу у-облучения 3-Ю10 эрг 1г. Номиналы сопротивления изменялись от 100 ом до 1 Мом. Заштрихованной области соответствуют сопротивления, номиналы которых лежат между 100 ом и 1 Мом. Отрицательные изменения носили случайный характер и поэтому не включены в график. Общая тенденция такова, что сопротивления возрастают в тече-