Зависимость фрактальной

ляет 100/106 мм, а наружной— 127/133 мм. Опыты проводятся в инертной среде. Для этого гз печи предварительно создается вакуум. Осевой электрический нагреватель прокаливается до температуры примерно 1000°С в условиях этого вакуума, затем печь охлаждается и заполняется аргоном. Присоединение измерительного участка к вакуумному насосу производится через штуцер 21. Уплотнение прибора производится вакуумной резиной. Температура образца измеряется в девяти точках в среднем по высоте сечении с помощью смотровых трубок 15—17 и оптического монохроматического пирометра с исчезающей нитью. Пирометр фокусируется на дно каналов 18, 19, 20, имеющих диаметр 2 и глубину 125 мм. Перепады температур в образце достигают 200° С, поэтому при обработке опытных данных надо учитывать зависимость физических свойств от температуры.

Трубный пучок в потоке капельной жидкости атмосферного давления. Характер смывания трубного пучка и процессы теплоотдачи протекают качественно одинаково в случае обтекания пучка газом и потоком капельной жидкости. Однако :г. последнем случае необходимо учитывать 'влияние рода жидкости и зависимость физических свойств от температурных условий. Несколько видоизменяется и конструктивное оформление опытных установок.

1 В некоторых задачах приходится учитывать и зависимость физических параметров от давления.

и т. д. Если учесть зависимость физических параметров от температуры, то в списке определяющих критериев подобия появится и температурный фактор 0С.

Значительное влияние на интенсивность теплоотдачи может оказывать зависимость физических свойств жидкости (в первую очередь вязкости) от температуры. Изменение температуры по сечению трубы приводит к изменению вязкости, причем чем больше перепады температур, тем сильнее меняются вязкость и другие физические параметры (теплопроводность, теплоемкость) по сечению трубы. Изменение вязкости приводит к изменению профиля поля скорости, что в свою очередь отражается на интенсивности теплообмена. В зависимости от направления теплового потока изменение профиля скорости оказывается различным (рис. 3-18). При охлаждении жидкости ее температура у стенки ниже, а вязкость выше, чем в ядре потока. Поэтому по сравнению с изотермическим течением (/) в этих условиях скорость движения жидкости у стенки ниже, а в ядре потока выше (2). При нагревании жидкости, наоборот, скорость течения жидкости у стенки выше, а в ядре потока ниже (5). На практике обычно скорость и температура на входе в трубу имеют профили, близкие к равномерным. Для этих условий расчет среднего коэффициента теплоотдачи при ламинарном режиме течения жидкости в трубах при l/d>\Q и может проводиться по формуле

Множитель (Ргж/Ргс)0'25 учитывает зависимость физических свойств (в основном вязкости) от температуры и влияние направления теплового потока. Соотношение (3-33) справедливо для значений 0,06<Ргж/Ргс<10.

Множитель (Ргш/Ргс)0'25 представляет собой поправку, учитывающую зависимость физических свойств теплоносителя (в основном вязкости) от температуры.' В зависимости от направления

где ак,з — коэффициент теплоотдачи, рассчитанный по (4-19)* при определяющей температуре ts; et — поправка, учитывающая зависимость физических свойств от температуры и рассчитываемая по (4-20).

где O.N.S — коэффициент теплоотдачи по (4-18) при отнесении всех физических свойств к температуре насыщения ts; EV — поправка на волновой режим, определяемая по формуле (4-23); е« — поправка, учитывающая зависимость физических свойств конденсата от температуры и определяемая по (4-20) .

Однако следует помнить, что эта теория применима лишь при выполнении следующих условий: 1) развитое турбулентное течение жидкости; 2) отсутствие большого изменения давления; 3) наличие .безотрывного движения жидкости. Гидродинамическая теория не учитывает зависимость физических свойств жидкости от температуры.

Значительное влияние на интенсивность теплоотдачи может оказывать зависимость физических свойств жидкости (в первую

1 - хрупкое разрушение; 2 - вязкое разрушение; 3 - квазихрупкое разрушение Рисунок 2.14 - Зависимость фрактальной размерности предразрушения DWOT относительной поперечной деформации \у для стали разного уровня прочности При численном моделировании процесса роста хрупкой трещины на решеточной модели показано в [23], что конфшурация трещины образует перко-ляционный кластер с фрактальной размерностью df =1,65±0,05.

Рисунок 2.16- Зависимость фрактальной размерности f(a)

Рисунок 2.14 - Зависимость фрактальной размерности предразрушения D?OT

Рисунок 2.16 - Зависимость фрактальной размерности f(a)

Существует зависимость фрактальной размерности рельефа от направления изучения его профиля, в котором производится определение фрактальной размерности [164, 165]. В направлении развития вязкого разрушения титанового сплава была определена размерность Df = 1,1-1,3, а в алюминиевом сплаве 7075-Т6 в перпендикулярном направлении к развитию вязкого разрушения — Df= 1,9. Возможно, основа сплава влияет на различие в шероховатости рельефа излома. Однако обращает на себя внимание тот факт, что теоретическое значение Df= 1,3-1,5 без уточнения основы сплава, в котором реализовано разрушение [163], близко к фрактальной размерности, характеризующей направление развития разрушения. Поэтому при определении фрактальной размерности для описания кинетики усталостных трещин необходимо учитывать различие во фрактальных размерностях по двум направлениям и оценивать среднюю величину Df по формуле

Процесс усталостного разрушения на всех стадиях роста трещины протекает на разных масштабных уровнях, что, как подчеркнуто выше, характеризуется разной фрактальной размерностью. Существующая зависимость фрактальной размерности от ориентировки профиля рельефа, по которому производится определение фрактальной размерности [142, 162-167], не связана с основой сплава, а отражает природу самого процесса разрушения. Развитие процесса разрушения в разном направлении осуществляется с формированием разной геометрии рельефа, что является само-афинностью рельефа излома, для анализа которой необходимо иметь специальный метод определения их фрактальных характеристик [168]. Одним из таких методов является метод определения фрактально-спектральных характеристик изломов [169].

Коэффициент пропорциональности kjf учитывает зависимость фрактальной размерности от ше-

Другим типом регулярных фрактальных решеток для идентификации природных фракталов являются решетки с немонотонной зависимостью размерности подобия от структурных параметров. В таких решетках размерность монотонно растет с увеличением числа масштабных преобразований М, а зависимость фрактальной размерности D от количества самоподобных частей N на каждом структурном уровне немонотонна [48, 49]. На рис. 22 представлен пример использования рассматриваемой решетки для идентификации фрактальной структуры чечевицеобразного мартенсита. Обратим особое внимание на то, что в этом примере имеет

Рис. 33. Зависимость фрактальной размерности пор от истинной деформации сдвига [60]

Рис. 40. Зависимость фрактальной размерности поверхности разрушения ?>', определенной методом "островов" среза, от масштаба измерений 5 для материалов с различным К\с [63]

Рис. 115. Температурная зависимость фрактальной размерности D структуры зоны предразрушения для стали 12Г2МФТ