Изменением теплоемкости

Эксплуатация современных теплонапряженных конструкций во многих случаях происходит в условиях, когда циклическое изменение нагрузок сопровождается одновременным изменением температурного режима работы. ,

В сплавах, полученных на основе различных металлов, происходят разнообразные процессы в связи с теми или иными внешними воздействиями: изменением температурного режима, изменением химического состава у поверхности в присутствии химических агентов и т. п. Почти все эти процессы существенно влияют на механические свойства сплавов. Вместе с тем природа указанных процессов не может быть уяснена без рассмотрения так называемых диаграмм состояния сплавов. В связи с этим в настоящем параграфе приводятся весьма краткие о них сведения.

С изменением температурного режима в аморфных полимерах свойство вынуждаемой эластической деформации проявляется как способность «замораживания» упругих деформаций; последнее состоит в следующем. Если нагреть лист линейного полимера до возникновения в нем каучукоподобного состояния и придать ему путем прессования некоторую форму и охладить полученное таким образом изделие с сохранением его формы (т. е. не снимая пуансона, при помощи которого производилось прессование), то при комнатной температуре эта форма оказывается устойчивой. Однако если описываемое изделие нагреть выше определенной температуры, то оно приобретает вновь форму листа. Следовательно, во-первых, деформации, имевшие место при прессовании, были упругими, во-вторых, охлаждение изделия после прессования, с сохранением его формы, приводило к так называемому «замораживанию» указанных упругих деформаций.

образом, обобщенные перемещения, вызванные изменением температурного поля и соответствующие продольной силе Nt и изгибающим моментам Mxt и Myl в этом же элементе, но во вспомогательном состоянии системы, равны соответственно

На первом этапе (вал не вращается) экспериментально проверяется величина протечек при минимальном перепаде давления на кольце, расчетной высоте уплотнительных колец и нулевом эксцентриситете кольца относительно вала и рассчитывается по общепринятой методике [8]. Возможное расхождение результатов расчета и эксперимента объясняется главным образом геометрическими искажениями уплотнительной щели. На изменение зазора между кольцом и валом при наличии давления в стенде в значительной степени влияет деформация деталей уплотнения и корпуса стенда, поэтому при проектировании стендов для исследования уплотнений с такими габаритами особое внимание должно быть обращено на сведение к минимуму деформаций, вызываемых перепадом давления и изменением температурного режима.

Продолжительность стабилизации связана с изменением температурного режима и определяемых им условий теплопередачи. Дымовые газы находятся в парогенераторе 6—8 сек, их общая теплоемкость составляет сотые доли процента теплоемкости парогенератора, и поэтому их прямым влиянием на стабилизацию можно пренебречь. Вместе с тем температура газа зависит от температуры омываемых им поверхностей нагрева. В топке это влияние пренебрежимо мало, так как теплопередача определяется разностью четвертых степеней температуры. В конвективных газоходах изменения температуры пара, воды и металла влияют на теплопередачу тем сильнее, чем меньше разность температур, и пренебрегать ими нельзя. Стабилизация температуры по пароводяному тракту является одним из признаков стабилизации режима в целом.

При производстве операций по изменению схемы подачи пара на уплотнения в связи с изменением температурного режима работы уплотнений необходимо усилить контроль относительного положения ротора.

Совершенно иное положение имеем с третьим сомножителем — температурным напором. В отличие от первых двух сомножителей (коэффициента теплообмена и поверхности теплообмена) температурный напор сильно зависит от схемы теплообменника (имеем ли мы прямоток, противоток или перекрестный ток) , от соотношения водяных эквивалентов среды-теплоносителя и материала и является функцией комплексов, в -которые входят первые два сомножителя и водяные эквиваленты. Характер этой функциональной зависимости таков, что, имея в теплообменнике низкий температурный напор, иногда практически невозможно увеличить количество передаваемого тепла за счет увеличения коэффициента и поверхности теплообмена, потому что увеличение последних приводит к новому резкому уменьшению среднего температурного напора. Удобно проследить за этим изменением температурного напора в слоевых теплооб-

Эксплуатация высоконагруженных и маневренных конструкций часто происходит в условиях, когда циклическое изменение нагрузок сопровождается одновременным изменением температурного режима работы. Для оценки прочности таких конструкций, как и в случае изотермического нагружения, необходима разработка уравнений состояния, описывающих поведение материала в зависимости от формы циклов нагружения и нагрева. Это обстоятель ство в значительной степени определяется развитием методов и средств проведения испытаний. В связи с тем, что деформационные свойства материала зависят от закона изменения нагрузок и температуры во времени и по числу циклов, базовые эксперименты и эксперименты, проводимые с целью установления границы применимости получаемых зависимостей неизотермического нагружения, должны удовлетворять следующим требованиям.

Для опреснения воды применяются также парокомпрессорные ДОУ. В качестве компрессора можно использовать пароструйный эжектор-термокомпрессор или механический компрессор с электроприводом. В ДОУ с механическими компрессорами возможна полная утилизация вторичного пара, что позволяет осуществить процесс дистилляции в одной ступени. Кроме того, эти компрессоры с термодинамической точки зрения более совершенны. Поэтому далее подробно рассматриваются ДОУ с механическими компрессорами. Основными затратами при опреснении воды в них являются расход электроэнергии на привод компрессора и насосов и капитальные затраты, причем с изменением температурного уровня изменяются и эти затраты. Переменную составляющую удельных приведенных затрат в парокомпрессорных ДОУ можно определить по формуле [73]:

В исследованиях ЦКТИ выявлено влияние коэффициента избытка воздуха на эмиссионные свойства пламени, вызываемое изменением температурного поля топки. Получены зависимости по определению оптической плотности сажистых частиц и степени черноты топки, режимного множителя М и других параметров теплообмена в топке.

Изменение А/7 в зависимости от Т обусловлено изменением теплоемкости С. Так, при нагреве элемента на dT с удельной теплоемкостью Ср в соответствии с первым законом термодинамики поглощенная теплота

Иногда в теплотехнических расчетах, не требующих большой точности, особенно если они относятся к явлениям, проходящим в области сравнительно невысоких температур и при небольших интервалах, не считаются с изменением теплоемкости от температуры, принимая, что значения теплоемкостей одинаковы во всех интервалах температурной шкалы. Пренебрегая, c=r(t)=Const таким образом, изменением теплоем-————— кости в зависимости от температуры, ее считают величиной постоянной. Для наглядности изобразим это в диаграмме. Возьмем прямоугольную си-

Опыты, поставленные с различными веществами [Л.З, 4,58], подтвердили предсказанный термодинамикой скачок си в переходных состояниях. В то же время, публикуя результаты новой серии измерений изохорной теплоемкости воды и водяного пара, X. И. Амирханов и А. П. Керимов [Л.5 и 6] указывают, что вблизи критической точки в интервале температур насыщения, отстоящих от Тк на 0,15—0,20 град, скачок вырождается; в этой зоне переход через пограничные состояния сопровождается «плавным» изменением теплоемкости, причем температура перехода не остается стабильной.

независимо от термодинамических преимуществ, связанных с влиянием необратимых потерь на баланс механической работы. Очевидно, что применение влажного пара дает дополнительный выигрыш, обусловленный как интенсификацией теплоотдачи, так и изменением теплоемкости. Если влажный пар расширяется, производя работу, то теплоемкость процесса может иметь даже отрицательное значение, что обусловит нарастание температурного напора вдоль поверхности теплообмена.

При вынужденном обтекании тела концентрацию паров жидкости в ядре потока можно принять равной нулю, следовательно, с coT
Если в случае течения идеального в термодинамическом смысле газа можно пренебречь изменением теплоемкости ср и коэффициента теплопроводности X с температурой, уравнение (1-11) упрощается:

Если пренебречь изменением теплоемкости и потерь тепла из зоны горения, не трудно из уравнения (1-21!) получить выражение для коэффициента избытка воздуха а", соответствующего нижнему пределу воспламенения * при повышенной температуре Г"см, если известно значение нижнего предела воспламенения данного газа при какой-либо иной начальной температуре Г'см:

«з — *1 или, пренебрегая изменением теплоемкости воздуха,

Температурные измерения параметров решетки Se позволили также определить зависимость коэффициента объемного термического расширения акот размера кристаллитов (рис. 3.11). Рост а^с уменьшением L отмечен и для других наноматериалов (Си, Pd, Аи, Ni0 8Р0 2), что связывается как с изменением теплоемкости (в простейшем приближении ак~ су), так и с общей эволюци-

Исследуемая проба нагревается вместе с эталоном — веществом, которое заведомо в пределах интересующей температурной области не претерпевает термических превращений, а теплоемкость и теплопроводное!ь у него и у пробы близки. Проба и эталон находятся рядом в отдельных тиглях со спаями дифференциальных термоэлементов. При совместном нагревании с помощью дифференциальной термопары измеряют разницу температур между пробой и эталоном и наносят против показаний простой термопары, спай которой находится в печи около пробы или, что чаще, в эталоне. Если на абсциссе откладывать температуру, а на ординате разность температур AT, то горизонтальная прямая получится в том случае, когда проба не претерпевает превращений, а теплопроводность ее остается почти постоянной. Если же в пробе проходит какое-либо превращение, связанное с тепловым эффектом или существенным изменением теплоемкости и теплопроводности, тогда появляется разность температур между пробой и эталоном. Дифференциальная линия отклоняется от горизонтали до тех пор, пока в пробе не закончится реакция и не выравняется различие в тепловой остановке пробы и эталона при нагревании. Величина отклонения зависит от величины теплового эффекта и скорости выравнивания температуры между пробой и эталоном. Расход электроэнергии на нагревание печи, электропроводность держателя пробы и исследуемого вещества, а также скорость нагревания — важные условия, от которых зависит форма кривой д. т. а. Если все условия строго выдерживаются неизменными, то по отклонению дифференциальной линии можно определить количество выделившегося тепла, а затем рассчитать долю каждого минерала, претерпевшего превращение, в пробе.

Изотермический переход из сверхпроводящего состояния в нормальное в присутствии магнитного поля связан с поглощением теплоты и скачкообразным изменением теплоемкости и теплопроводности.

В связи с отсутствием экспериментальных данных о теплоемкости окиси хрома в жидком состоянии, ее можно оценить, исходя из того, что в точке плавления теплоемкости твердых и жидких веществ близки между собой и что температурным изменением теплоемкости жидкости можно пренебречь. Тогда