Возникновения различных

Упрощенная модель процесса' возникновения пульсаций и метод расчета таких дроссельных шайб разработаны П. А. Петровым [132]. При изменении режима работы витка расходы на выходе из витка и входе в него могут быть не равны друг другу. Допустим, что расход пара на выходе возрос на (ШВЬш а расход воды умень-

На основе анализа повреждений трубной системы, обнаруженных в период полной разборки двухходового подогревателя, сделан вывод о преимущественном влиянии на разрушение латунных трубок из Л68 высокой температуры питательной воды в зоне охлаждения пара и на участках трубок зоны конденсации, омываемых паром после охладителя [1]. В зону охлаждения пара поступает вода с расчетной температурой всего на 5 °С меньше температуры насыщения. Разрушение трубок ускоряется вследствие возникновения пульсаций температуры в зоне начала закипания. Уменьшение скорости питательной воды при переходе на двухходовой поток сказывается на увеличении срока службы латунных трубок поверхности нагрева зоны конденсации, так как значительно уменьшаются местные сопротивления и возможность вскипания питательной воды, но надежная эксплуатация трубок зоны охлаждения пара при этом не обеспечивается. В связи с тем что латунные трубные элементы в зоне охладителя пара ПНД (последних по ходу питательной воды) быстро выходят из строя, необходимо их изготавливать из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (12,5 % общего количества трубок подогревателя).

Формулы для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления приведены в гл. 1, 2 и в [3, 5, 11, 13]. Частью гидравлического расчета прямоточного ПГ должно явиться построение гидродинамических характеристик парогенери-рующего контура А/7 -- / (D) с целью выяснения опасностей возникновения пульсаций расходов (общеконтурных и межвптковых). Общекоитурпые пульсации могут явиться следствием неустойчивой работы центробежного насоса. Амплитуда колебаний расхода будет тем меньше, чем круче характеристика насоса. Межвитковые пульсации — автоколебания расхода в отдельных трубках при общей устойчивой работе ПГ. При однозначных и достаточно крутых гидродинамических характеристиках возникновение пульсаций мало вероятно. При неоднозначных характеристиках, а также при характеристиках с пологим участком следует рассмотреть способы исправления этих характеристик (установка дроссельных шайб на входе в экономайзеры и др.). Для исключения пульсаций также необходимо выполнение условий (Д^э/Ари) ;> а, где а выбирается по_экспе-риментальным данным или по условию (2.63). Подробнее см. §2.4.

Многочисленные экспериментальные исследования имели своей целью определить совокупность параметров, характеризующих границу возникновения пульсаций (Гу), и выбор определяющих комплексов, обработка в которых экспериментальных данных давала бы универсальную зависимость.

Детальное изучение распределения основных параметров во времени и по длине трубы позволило более полно, чем в [17], представить механизм возникновения пульсаций. При снижении расхода, например из-за уменьшения перепада давления между коллекторами, с одной стороны, увеличивается длина испарительного участка и время запаздывания прохождения возмущения

Дросселирование на входе уменьшает граничный расход тем больше, чем больше вклад дросселирования в общее сопротивление трубы. Действительно, при изменении расхода на входе в трубу одновременно без запаздывания изменяется сопротивление, обусловленное дросселированием на входе, и если оно составляет значительную величину от сопротивления трубы, то не дает возможности резко уменьшаться правой части уравнения (3). В этом случае для возникновения пульсаций необходимо уменьшить расход в трубе, увеличивая тем самым длину испарительного участка (амплитуду колебания расхода на выходе) и относительную долю сопротивления трубы. Это показывает, что дросселирование на входе стабилизирует поток.

[18] К о ш е л е в И. И., Сурнов А. В., Никитина Л. В. Условия возникновения пульсаций на модели вертикальных экранов. — Энергомашиностроение, 1969, № 10.

Экспериментальные данные предлагаемой работы получены на установке, описанной в [Л. 6]; принципиальная схема ее полностью исключала возможность возникновения пульсаций. Большие длины используемых рабочих участков (250—3000 мм) исключали возможное влияние l/d [Л. 5], а проведение исследования на рабочих участках одного внутреннего диаметра ~8 мм исключало влияние диаметра. Специальное исследование влияния внутреннего диаметра рабочего участка на <7кр не проводилось. Опытные данные по исследованию qKp при течении пароводяной смеси в трубах, опубликованные в работе [Л. 7], а также вновь полученные допол: нительные данные, оказались в хорошем согласии.

Влияние сжимаемости. Когда в систему с помощью воздушной камеры вводится сжимаемый объем, в циркуляционном контуре возникают пульсации расхода. В опытах измерялись амплитуда и частота пульсаций расхода и исследовались качественные зависимости между критическими тепловыми нагрузками qc и пульсациями расхода при изменении скорости и недогрева жидкости на входе в рабочий участок, а также степени открытия регулирующего клапана (за счет перемещения стержня клапана). Когда воздушная камера целиком заполнялась водой, удельный массовый расход потока был постоянным и во время опытов не наблюдалось никаких пульсаций расхода. В том случае, когда воздушная камера была частично заполнена воздухом, в циркуляционном контуре сразу же после возникновения пульсаций объемного паросодержания в рабочем участке в результате включения обогрева возникали заметные пульсации расхода, близкие к синусоидальным. На фиг. 8—10 приведены результаты опытов, полученные при изменении величины сжимаемого объема до 1000, 2000 и 3000 см3.

В зависимости от причин возникновения пульсаций температур их можно разделить на несколько групп: пульсации, обусловленные флуктуациями мощности источника тепла; турбулентные; при фазовых превращениях; при неустойчивой конвекции теплоносителя. Очевидно, что в определенных условиях эти виды пульсаций могут накладываться друг на друга.

Начиная с 30-х годов текущего столетия было произведено много работ для изучения вопроса гидродинамики рабочего тела при принудительном перемещении его по трубам котла. Многие из этих исследований были выполнены в СССР применительно к работе прямоточных котлов Рамзина. Изучались условия неустойчивости гидродинамической характеристики витков этих котлов, возникновения пульсаций расхода воды и производительности котла, расслоения пароводяной смеси в трубах котла и т. п. Были предложены различные методы предотвращения этих явлений, как, например, ступенчатое изменение диаметра труб в радиационной (испарительной) части котла, установка дроссельных шайб на входе в витки испарительной части, установка промежуточных смесительных, а также дыхательных коллекторов, установка внутрикотлового подогревателя. Последний был применен на нескольких котлах с давлением пара 35 ата, остальные мероприятия применяются частично или полностью во всех прямоточных котлах высокого давления.

результатах визуально-измерительного осмотра. Несмотря на важность подобной информации, следует признать наличие субъективных факторов (особенно при визуальном осмотре), снижающих достоверность диагностирования. Поэтому актуальной остается задача поиска методов и средств определения участков, в наибольшей степени подверженных риску возникновения различных повреждений металла, особенно вида трещин и трещиноподобных дефектов.

Анализируется физическая картина возникновения различных сил трения и их воздействия на движение тел.

элемента системы, обычно сопровождается накоплением повреждений, то оценка вибрационной надежности основана на рассмотрении процесса накоплений повреждений (изменения структуры металлических материалов, возникновения различных дефектов и трещин). Как правило, вибрационное на-гружение сопровождается процессом накопления усталостных повреждений. Поэтому та периодичность и стадийность процесса усталости, которая была рассмотрена в предыдущих разделах учебного пособия, может быть целиком применима к вибрационному нагружению.

Картину возникновения различных нормальных колебаний при разных начальных отклонениях можно продемонстрировать на слабо натянутой резиновой трубке. Такая «струна» обладает сравнительно малой упругостью, поэтому амплитуды ее колебаний могут быть велики и хорошо видны. Если оттянуть струну в средней точке (рис. 425), то мы сильнее всего возбудим в ней нормальное колебание наименьшей частоты (основной топ), для которого узловыми являются только крайние точки. Если оттянуть две половины струны симметрично в противоположные стороны, то мы возбудим в пей сильнее всего то нормальное колебание, для которого средняя точка является узловой. При этом колебания струны будут происходить с большей частотой.

Извилистая траектория трещины рассматривается в качестве доказательства того факта, что смещение берегов усталостной трещины в ее вершине происходит не только в направлении приложения нагрузки при одноосном циклическом растяжении, но и по типу Кп — поперечное смещение берегов трещины [81], как это показано на рис. 3.15б. Оно вполне естественно в силу уже указанной выше неоднородности процесса формирования зоны пластической деформации вдоль всего фронта трещины. Ее формирование происходит в условиях реализации волнового процесса передачи энергии от одной зоны к другой. Поэтому неизбежно возникновение участков с наибольшей и наименьшей концентрацией энергии. Там, где реализован максимальный уровень энергии, имеет место подрастание трещины в локальном объеме после исчерпания пластической деформации [82]. В зонах фронта трещины с минимальной концентрацией энергии происходит запаздывание разрушения по отношению к другим зонам фронта трещины, что создает предпосылки к реализации эффекта мезотуннелирования трещины (рис. 3.16). Эта ситуация может определяться различиями локальных пластических свойств материала из-за различий пространственной ориентировки кристаллографических плоскостей от зерна к зерну. Такая ситуация, например, характерна для формирования фронта трещины в титановых сплавах (см. рис. 3.166). Процесс распространения усталостной трещины в срединных слоях материала вдоль вершины трещины оказывается сложным и связан с различными эффектами, в том числе и с эффектом изменения траектории трещины, ветвлением и мезотуннелированием. В результате этого реальная поверхность излома после распространения трещины является шероховатой, что создает предпосылки в процессе роста трещины для возникновения различных эффектов контактного взаимодействия ее берегов. Они препятствуют закрытию берегов усталостной трещины, что влияет на темп подрастания трещины.

Излом изучают, во-первых, для оценки металлургического качества материала. Такой дефект обработки, как перегрев, оценивают в конструкционных материалах по наличию камневид-ного, а в быстрорежущих сталях нафталйнистого изломов; рыхлоты, плены достаточно надежно выявляют в изломах литейных материалов и т. п. Определение температурных интервалов хладноломкости или отпускной хрупкости тоже можно отнести к области изучения изломов в связи с качеством и составом материала. Это обширная, чрезвычайно важная, и наиболее древняя область использования характеристики излома. В современных условиях для решения названных задач применяют совершенное физическое оборудование — электронные микроскопы с приставками, позволяющими производить дифракционный, рентгеноспектральный и подобные анализы и определять природу фаз и других включений, ответственных за дефектность материала [71]. Применение этих методов исследования дало много ценных сведений о характерном строении и причинах возникновения различных металлургических дефектов в сталях [116]. Имеется также обширная литература, посвященная анализу качества материала по фрактографическим признакам [5, 11, 56, 106, НО и др.].

Поэтому изыскание причин возникновения различных гармоник составляющих колебания турбомашин и методов их уничтожения является важнейшей задачей современной технологии турбостроения, решение которой позволит существенно продвинуть вперед проблему продления ресурса работы различного вида турбомашин.

В связи с рассмотренной картиной течения следует отметить возможность возникновения различных видов ухудшения теплообмена при кипении в трубах. Для их характеристики привлекается упомянутое паросодержание, выраженное через энтальпию.

Возможность возникновения различных типов глубоких DX-центров (+) или

Выявление и изучение механизмов возникновения различных форм движения многофазных сред при периодических воздействиях представляет собой предмет нового направления в динамике многофазных сред (теории нелинейных колебаний и устойчивости движения многофазных сред). Основы его были установлены лишь в последнее время и наиболее полно изложены в работах [4, 5].