不穩(wěn)定導(dǎo)熱的實例分析

非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析熱工基礎(chǔ)電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫鄭州電力高等專科學(xué)校熱變形與熱應(yīng)力01汽輪機汽缸壁的熱應(yīng)力02目

錄Content01電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫熱變形與熱應(yīng)力壓力不變的情況下，大多數(shù)物質(zhì)在溫度升高時，其體積增大，溫度降低時體積縮小的現(xiàn)象。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析熱膨脹熱變形熱應(yīng)力從熱膨脹原理知道，當(dāng)金屬部件溫度均勻上升，沿如果金屬部件受熱不均勻，兩側(cè)溫度上升不一致，當(dāng)一側(cè)溫度高于另一側(cè)時，金屬部件一側(cè)的膨脹量大于另一側(cè)的膨脹量，從而使金屬部件彎曲，產(chǎn)生了熱變形。當(dāng)物體溫度變化時，熱變形受到其他物體或物體內(nèi)部各部分之間的相互約束所產(chǎn)生的應(yīng)力。熱應(yīng)力的規(guī)律——溫度升高的一側(cè)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，溫度降低的一側(cè)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，即“熱壓冷拉”。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析02電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫汽輪機汽缸壁的熱應(yīng)力非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析

金屬平壁(如汽缸壁)與保溫層均保持為室溫t0，如圖線AN所示。設(shè)想一個啟動過程：把溫度逐漸升高的蒸汽(如150~550℃)送至金屬壁內(nèi)側(cè)；保溫層外空氣保持室溫t0不變。分析金屬平壁和保溫層的溫度變化。由圖可見，在金屬材料的不穩(wěn)定導(dǎo)熱過程中，壁面兩側(cè)的溫差要比進入穩(wěn)定狀態(tài)后的溫差大得多，內(nèi)壁溫度遠(yuǎn)高于外壁。內(nèi)壁要膨脹而受到溫度較低的外壁的阻礙，于是在內(nèi)壁附近引起了一個附加的壓縮應(yīng)力，而內(nèi)壁的熱膨脹使得外壁又受到一個附加的拉伸應(yīng)力，這種由于壁面中溫度不均勻而引起的應(yīng)力即為熱應(yīng)力。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析機組在啟動和升負(fù)荷過程中壁面被加熱，在停機和降負(fù)荷過程中又被冷卻。在運行期間壁面同一部位不斷經(jīng)受交變熱應(yīng)力的作用，使材料疲勞而出現(xiàn)裂紋。熱應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂紋前所經(jīng)受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，使用壽命越短。另外，熱應(yīng)力過大，可能使零件的合成應(yīng)力大于許用應(yīng)力。因此，在機組運行中要求將壁面的最大熱應(yīng)力控制在允許的范圍內(nèi)。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析對一無限大平壁，壁的一側(cè)受熱，另一側(cè)絕熱良好，當(dāng)壁內(nèi)各點的溫度隨時間均勻上升時，壁面兩側(cè)的最大溫差等于由上式可知，平壁兩側(cè)溫差與蒸汽的升溫速度成正比，與平壁厚度的平方成正比，與熱擴散率成反比。其中壁的厚度影響最大。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的實例分析汽輪機結(jié)構(gòu)分析雙層缸結(jié)構(gòu)，中間通有蒸汽法蘭加熱系統(tǒng)采用優(yōu)質(zhì)的保溫材料啟動分析采用低參數(shù)蒸汽進行沖轉(zhuǎn)控制升溫速度，3~4℃/min沖轉(zhuǎn)過程中進行暖機法蘭加熱系統(tǒng)采用優(yōu)