Теплосмены

Экстремальными следует считать также условия, при которых в эксплуатации протекают неустановившиеся режимы силового и теплового воздействий, в том числе периодические или случайные импульсные нагрузки и резкие теплосмены, т. е. фактически условия, которые имеют место в реальной эксплуатации большинства стационарных энергетических установок, летательных аппаратов, различного типа турбомашин, корпусов надводных и подводных кораблей, химических установок, трубопроводов, двигателей внутреннего сгорания, подвижного состава железнодорожного транспорта, землеройных машин и т. п. Во многих из этих объектов при-эксплуатации сложно сочетаются самые различные факторы, оказывающие неблагоприятное влияние на прочность и долговечность наиболее ответственных элементов конструкций. [c.743]

В установке " для испытания образцов на термоусталость в газовом лотоке теплосмены обеспечиваются изменением режимов работы камеры сгорания. [c.268]

Микроструктурные изменения. Изменения в микроструктуре представлены на рис. 1. В структуре образцов после каждой теплосмены с прохождением температурного интервала сверхпластичности происходит существенное усложнение видимой картины в добавление к сохраняющимся старым структурным элементам появляется значительное количество новых, что создает впечатление сильно измельченного зерна. Это иллюстрируется микрофотографиями 1, а и 1, б, полученными соответственно после первого и четвертого термоциклов (деформация образца при этом была равна соответственно 1,5 и 6,0%). [c.103]

В других условиях как при наличии механических нагрузок, так и при несущественном их влиянии теплосмены могут приводить к нарушению работоспособности конструкции вследствие увеличивающейся с каждым циклом односторонней деформации [1, 14, 19, 27, 53, 90, 198, 206, 310, 212]. Соответствующая ситуация получила название прогрессирующего (постепенного) разрушения (по аналогии с мгновенным разрушением упруго-пластической конструкции при исчерпании несущей способности) или прогрессирующего формоизменения. Влияние ползучести и в этом случае может быть усиливающим. [c.6]

Рис. 3. Теплосмены сопровождаются только упругими деформациями

Однако остаточные усилия имеют свои пределы, точка 2, отвечающая состоянию элемента I, не может подняться выше соответствующей предельной линии ( п). Таким образом, диапазон упругой работы (по усилиям в элементе /) не может превысить удвоенного усилия текучести. При более высоких перепадах температуры теплосмены будут сопровождаться знакопеременным течением (рис. 5). [c.16]

Другой вариант циклического деформирования, который возможен при увеличении внешней нагрузки, иллюстрируется рис. 6 и 7. В этом случае, как видно из рис. 7, при нагреве усилие в элементе 2 достигает своего предельного значения раньше, чем в элементе /, а при охлаждении пластическое течение возникает в элементе 1. Таким образом, теплосмены приводят к односторонней деформации (в направлении внешней нагруз- [c.16]

Полученный результат, определяющий максимальные температурные перепады, при ко- рых теплосмены не будут приводить к односторонней, нарастающей с каждым циклом деформации, можно интерпретировать также как уменьшение предельной нагрузки вследствие теплосмен [c.18]

При большей нагрузке теплосмены могут привести к односторонней деформации системы, нарастающей с каждым циклом (рис. 17, А, г). Как видно из рис. 17, а, характер стабили- [c.29]

Полученные выражения определяют (путем оценки снизу ) предельные значения температурных перепадов, при которых теплосмены при постоянном внутреннем давлении будут приводить к приспособляемости. Сечения области возможных состояний, отвечающие выражениям (2.81) и (2.82), даны соответственно на рис. 37, а, б. [c.84]

В первом случае отображающая точка при своем движении в условиях приспособляемости (1—2) в обоих концах траектории касается предельной поверхности (2.77) при р = й. Это -означает, что при q>q i теплосмены будут приводить к знакопеременному течению в области трубы, расположенной вблизи ее внутренней поверхности (путь точки за цикл 1—2—3— 4-1). [c.84]

Теплосмены приводят к перераспределению напряжений между внутренней и наружной частями стенки щара. В состоянии, непосредственно предшествующем прогрессирующему разрушению, деформации будут еще упругими, но область, в которой напряжения при условии пластичности (3.30) достигают предела текучести, распространится на всю толщину стенки. Границей между зонами, в которых тепловые напряжения производят догрузку или разгрузку, согласно условию (3.30), будет окружность, радиус которой р=-у определится из уравнения [c.100]

При определении условий прогрессирующего разрушения диска в качестве наиболее неблагоприятной программы следует рассматривать теплосмены при постоянной скорости вращения (пусть d , рис. 70). Аналогично расчету по предельному равновесию для диска произвольного профиля нужно учитывать возможность прогрессирующего частичного разрушения, когда деформации нарастают с каждым циклом не во всем диске, а только в его наружной части, ограниченной некоторым радиусом г = с. [c.153]

Для сопоставления на рис. 77 нанесена предельная линиям, которая получается в предположении, что теплосмены происходят при постоянной скорости вращения (Ар = 0). [c.166]

Для диска турбины ТКР-11 оба коэффициента запаса вычислялись в предположении, что теплосмены происходят при постоянной скорости вращения. [c.172]

Если программа нагружения предусматривает теплосмены при постоянном давлении, линия, определяющая условие знакопеременного течения, пройдет через указанную точку параллельно оси абсцисс. В этом случае максимальное снижение несущей способности в результате теплосмен при превышает бО%- [c.185]

Как и в предельном равновесии, радиус окружности, ограничивающей область пластинки, в которой теплосмены будут приводить к прогрессирующей деформации, остается неопределенным. Уравнение (6.56) определяет лишь условия начала [c.195]

Аналогично, применяя схемы разрушения, известные из теории предельного равновесия, можно рассмотреть условия приспособляемости при других конфигурациях пластин, условиях закрепления и температурных полях. Например, могут быть определены условия прогрессирующего разрушения прямоугольной свободно опертой пластинки, нагруженной сосредоточенной силой и испытывающей теплосмены. Для этого- необходимо воспользоваться известным решением для термоупругих напряжений в такой пластинке [161] и принять, как и в соответствующей задаче предельного равновесия, пирамидальную форму разрушения с пластическими шарнирами по диагоналям. [c.196]

Интересно сопоставить этот результат с опубликованными в литературе [19] экспериментальными данными по испытанию трубчатых образцов в соответствующих условиях (теплосмены при постоянном внутреннем давлении). Опыты проводились следующим образом после того, как рост деформации практиче- [c.210]

Противоречие между неравенствами (7.2) и (7.8) свидетельствует о том, что в этих условиях теплосмены не могут приводить к- накоплению односторонней пластической деформации. [c.216]

Термическая стойкость (теплосмены) 4—10. . 1600°С — вода [c.108]

Проведенный П. И. Айсоном анализ показал, что влияние релаксации напряжений на рост термоусталостных трещин в металле в циклах очистки особенно сильное при небольших временах между теплосменами. Отсюда вытекает важный вывод о том, что имеющие место в одном цикле очистки перепады температуры (теплосмены) не равноценны, т. е. определяющим является количество циклов очистки, а не общее количество теплосмен. Учитывая изложенное, при определении глубины трещин необходимо исходить из эквивалентного числа циклов очистки [c.248]

Универсальная установка 8-УТС предназначена для испытания образцов материалов или изделий путем теплосмен. Теплосмены обеспечиваются с помощью принудительной конвекции. Установка еось-мипозиционная. Габаритные размеры 0,5X5,0X2,0 м, масса 3 т. [c.268]

Несомненно также, что термостойкость всех материалов уменьшается с ростом максимальной температуры цикла. Это можно объяснить не только возрастанием напряжений с повышением температуры, но и большей порчей материала при более высоких температурах, главным образом в поверхностных слоях. Замечено, что трещины термической усталости возникают не только в тех зонах и сечениях детали, которые подвергаются нагреву и охлаждению с наибольшей скоростью (например, в зонах, соответствующих границе действия потока горячих газов или, наоборот, охлаждающего потока), а также в зонах действия максимальных температур и поэтому, как правило, с наиболее окисленной поверхностью. Наблюдаемое значительное влияние среды на термостойкость подтверждает значение состояния поверхности так, долговечность турбинных лопаток при теплосме-нах 1050ч 600°С с вводом в газовой поток солей морской воды уменьшилась примерно в 10 раз по сравнению с результатами испытания в обычных условиях [81]. Отсюда становятся понятными причины положительного влияния на термостойкость защитных поверхностных слоев. [c.162]

Методика исследования. Испытанпю подвергались образцы технического железа (0,04% С) сечением 10 мм . Теплосмены осу-гцествлялись в температурном интервале 800—900° С с наложением постоянного растягивающего напряжения (о=0,5—4,0 кгс/мм ). Испытания проводились на установке ИМАШ-9-66, снабженной автоматической системой непрерывной регистрации деформации образца в процессе испытания с точностью до 0,01 мм. [c.102]

Температурно-напряженные условия теппосмены, принятые в настоящей работе, приводят к тому, что в течение каждого температурного полуцикла, как на стадии нагрева, так и на стадии охлаждения имеет место кратковременный переход сплава в состояние сверхпластичности, что характеризуется резким возрастанием скорости ползучести. Так, например, в полуцикле нагрева при растягивающем напряжении 2,0 кге/мм при прохождении температуры в районе 860—870°С скорость ползучести скачкообразно возрастает, более чем в 20 раз превышая скорость нормальной ползучести как на предшествующей, так и на последующей стадиях теплосмены. [c.103]

Пароводяная коррозия язвенного вида (рис. 9.7) характеризуется выеданием металла на сравнительно небольшой площади огневой части труб, преимущественно переходной зоны прямоточных котлов, входных змеевиков пароперегревателей и других участков поверхностей нагрева, где имеются большие теплосмены. [c.179]

Положение, однако, изменяется коренным образом, если воздействие температурного поля является циклическим. Весьма существенным при. этом является уровень суммарных напряжений. Обычная усталость (при которой максимальные напряжения не превышают предела текучести, и, следовательно, пластические деформации в макрообъемах отсутствуют) в этих условиях, как правило, не наблюдается, поскольку число теплосмен в реальных конструкциях За срок их службы редко превышает несколько десятков тысяч. Разрушения наступают лишь в тех случаях, когда теплосмены сопровождаются повторной пластической деформацией. Этот вид нарушения прочности называют тепловой (или термической) усталостью (хотя по существу его следовало 1бы именовать термопластической усталостью). [c.6]

Как отмечалось, теплосмены могут приводить к разрушению только в том случае, если они сопро(вождаются пластической деформацией, поскольку их число, как правило, слишком мало, чтобы вызвать обычное усталостное разрушение. Поэтому отсутствие пластического течения (исключая ограниченную пластическую деформацию на первых этапах нагружения) может быть принято в качестве достаточного условия прочности. Тем самьгм несущая способность конструкции определяется возможностью возникновения в ней такого стационарного распределения собственных (самоуравновешенных) напряжений, при котором чисто упругое поведение обеспечивается при всех воздействиях, отвечающих условиям работы, а расчет на прочность сводится к задаче теории приспособляемости. [c.8]

Остановимся на наиболее простой программе нагружения — периодическом нагреве и охлаждении элемента 1 (см. рис. 1) при постоянной внешней нагрузке. Поскольку согласно принятой. программе Р = onst, изменение координат точек, отвечающих состояниям первого и второго элементов, при теплосме-нах должно соответствовать уравнениям [c.13]

Предположим, что приведенное усилие текучести элемента 3 является наибольшим, и диаграмма ограничена линиями пересечения плоскости усилий с предельными плоскостями S = y и 52= У2- в зависимости от соотиошения параметров системы теплосмены могут приводить к знакопеременной деформации элемента 1 (рис. 17, й) или элемента 2 (рис. 17,6). Здесь AB = D = EF — тепловая деформация, ВС — пластическая деформация (соответствующего элемента) в нулевом полуцикле, DE = F — пластическая деформация в последующих полуцик-лах. Присутствие элемента 3 не вносит каких-либо изменений в характер стабилизации, которая в данных условиях по-прежнему (как и в однопараметрической системе) наступает после первого цикла. [c.28]

Изложим основные результаты довольно простых экспериментов, выполненных с целью иллюстрации возможности возникновения одностороннего нарастания деформаций при теплосме-нах как при наличии, так и при отсутствии внешней нагрузки. Исследования проводились на установках, сконструированных в соответствии со схемами однопараметрических стержневых систем [31, 33]. [c.43]

Определенная расчетным путем максимальная температура, при которой теплосмены должны ириводить к приспособляемости, оказалась равной я = 340°С. При превышении этой температуры деформация системы, согласно расчету, будет увеличи- [c.49]

Здесь р =—(Тт1п А — предельное давление <7°=— —наибольшее значение параметра q, при котором согласно известному критерию, теплосмены при pa= onst не будут приводить к знакопеременному течению [c.135]

Программа нагружения р = р = onst (теплосмены при постоянной внешней нагрузке) в данной задаче является наиболее неблагоприятной для приспособляемости. Это следует из того, что при действии напряжений, возникающих от давления (окружные напряжения находятся из выражения (6.6)) и возможных приращениях деформаций, определяемых выражениями [c.177]

Таким образом, вероятность формоизменения при теплосме-нах возрастает с ростом нестационарности температурного поля. Если одним крайним случаем в этом отношении является рассмотренное выше температурное поле при регулярном тепловом режиме, то другим, ло-видимому, будет температурное поле, квазистационарное по отношению к подвижной системе координат [115, 217]. Известно, что поля, близкие к квазистацнонар-ным, сопутствуют некоторым технологическим процессам (сварка, литье и др.), где -имеет место относительное перемещение объекта и источника тепла. [c.217]

В этих условиях пластические деформации при первом цикле возникают, если 0тах>11ООХ Х10 теплосмены приводят к нарастанию прогиба, если 0тах> [c.231]

Следует учитывать, что конструктивная прочность детали или узла в целом может сильно отличаться от прочности выбранного сплава, определенной в результате испытаний на ползучесть и длительную прочность при заданных рабочих температурах, Это ослабление конструктивной прочности может быть вызвано наличием концентраторов напряжений, теплосмеи, остаточных напряжений, недостаточной [c.116]

Термической усталостью называется процесс длительного разрушения, протекающий при периодических теплосменах (термических циклах), но в отсутствие внешних силовых воздействий на рассматриваемый конструкционный элемент, В реальных эксплуатационных условиях эти теплосмены обычно вызывают некоторое переменное поле макроскопических напряжений, которым сопутствует рассмотренная выше механическая усталость материала. Вместе с тем, теплосмены и сами по себе отражаются на механических свойствах металла, в частности, они могут приводить к постепенному снижению сопротивления хрупкому и усталостному разрушению. При отсутствии всяких макроскопических напряжений (например, в условиях свободных температурных деформаций равномерно нагреваемого и охлаждаемого стержня) уже десять—двадцать тысяч термоциклов с размахом температуры в 600—700° могут приводить к растрескиванию некоторых материалов, причем поверхностные трещины видны при небольшом увеличении микроскопа или простым глазом. К этому явлению целесообразно применять недавно возникший термин термоструктурная усталость в отличие от более общего случая стесненных температурных деформаций, который мы будем называть термомеханическая усталость . [c.28]

Резкие теплосмены, отложения и коррозии труб перегревателей возникают преимущественно в участках с наличием влаги роме того, наличие влаги на входе в элемент увеличивает гидравлическую и температурную разверки. Возможное увеличение разверки учитывается только для перегревателей с тепловой схемой, пе соответствующей рекомендациям приложения II. Прп этом температурный режим проверяется для разверен-ной трубы в предположении, что влага поступает в нее в минимальном количестве или совсем не поступает. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...