Новые ответы Покровскому:
Pokrovsky>
Для корректности подобных сообщений необходимы указания:
1) на температуру, при которой измеряется эта величина - с температурой после 500-600 градусов все эти пределы быстро падают
2) на фазовый состав инконеля по результату термической обработки перед измерением - при температурах 700-800 градусов разница в соответствующих величинах для сплава с разным содержанием гамма-штрих фазы - раза в полтора, при температурах за 900 градусов - масштаба порядка величины.
В справочнике 1969 года Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969 - тоже данные приводятся безотносительно к фазовому составу.
При 650 градусах длительная прочность из расчета 100 часов - 552 МПа, при 815 - 179 МПа, при 982 - 24 МПа.
Так для каких условий у Вас предел текучести инконеля составляет 735 МПа? - Без этого цифра АБСОЛЮТНО БЕССОДЕРЖАТЕЛЬНА.
Ну, так у Химушина все похоже, хотя немножечко есть разница. Поскольку Покровский сомневается, привожу скан из книжки (см. внизу) - предел текучести. Если нужны будут другие данные - приведу и эти. Есть модуль упругости от температуры, удлинение от температуры и пр.
А то Покровский уже начал сравнивать аналоги, их характеристики, и т.п. Однако, Покровский не нашел характеристик оригинального материала. Причем именно того материала, который был именно тогда, в тех условиях.
(Сразу скажу - справочника Бессерера в электронном виде в Интернете пока еще не было)
Pokrovsky> Без этого цифра АБСОЛЮТНО БЕССОДЕРЖАТЕЛЬНА
Вот именно. Характеристик у Покровского нет, которые нужны. Поэтом его цифры бессодержательны.
Pokrovsky>
Вы спорите со мной уже который день - и до сих пор, получается, не поняли основного вопроса.
Еще раз повторяю:
1) у инконеля свойства меняются с температурой, с фазовым составом, а сам фазовый состав меняется под действием высоких напряжений - в направлении охрупчивания.
2) Трубки, из которых сделан корпус камеры сгорания перед тем, как их напрягла работа двигателя, прошли через пластическую деформацию при прокатке и сварке(имеется в виду сварка трубы как таковой). Затем - на них воздейстовало напряжение, связанное с высокотемпературной пайкой серебряным припоем. Вдоль всех 2х900 метров границ паяного соединения - напряжения после остывания - сохранялись, причем на уровне, близком к пределу пластичности. Все это влияет на фазовый состав. Термомеханические напряжения при работе двигателя - тоже.
3) То, что воздействие высоких напряжений изменяет фазовый состав никелевых жаропрочных сплавов, - наукой выясняется только сейчас.
Вы уж, пожалуйста, уясните себе предмет дискуссии.
А то ведь спорите невесть о чем.
А вот Покровский никак не уяснит, что он продолжает бег по кругу номер 3. Состав фазовый меняется под действием не просто высоких напряжений - под действием
очень высоких напряжений. Эти напряжения создаются от очень большого
местного перепада температур, происходящего за очень малое время, ударных волн и пр., когда материалу просто некуда расширяться.
А Покровский пытается обработку лазером, плазмой, взрывом и пр. свести к простому нагреву. Где про все это написано? Да в той книжке, на которую сослался Покровский -
Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками » Infanata - Лучшие книги Интернета.
Еще раз по кругу?
Pokrovsky> Впрочем, кинувшись уточнять, Вы не признали Вашу собственную прошлогоднюю фразу, которую я процитировал
Падение давления в тракте охлаждения почти 2 МПа. 10 МПа - это давление на входе в тракт. Так что давление по всему тракту не постоянно.
Pokrovsky>
Видите ли, у керосина коэффициент теплопроводности в 200-300 раз меньше, чем инконеля.
Если по поверхности стенки камеры сгорания со стороны пламени течет поток жидкого керосина, как Вы себе позволили сказать, то обязательно надо прояснить, как этому потоку удается передать тепло в керосин регенеративного охлаждения
Впрочем, от этого вопроса Вы увильнули.
То есть как это увильнул? Покровский, наверное, невнимательно читал про то, как действует завесное охлаждение, описание которого я приводил ранее.
Ладно, попробую еще раз, по-другому:
При внутреннем охлаждении жидкостной завесой часть тепла продуктов сгорания расходуется на повышение температуры охладителя и его последующее испарение. Вследствие испарения пленка постепенно уменьшается, а затем исчезает, и на некотором расстоянии сохраняется слой пара охладителя. Защитное действие жидкостной завесы состоит в снижении плотности конвективного теплового потока за счет уменьшения разности температур в пограничном слое, в снижении плотности лучистого теплового потока (жидкая пленка является хорошим изолятором от теплового излучения) и в создании у стенок восстановительной среды. Кроме того, пленка защищает стенки от эррозионного воздействия газового потока.
Алемасов,Дрегалин,Тишин "Теория ракетных двигателей"
Опять непонятно?
Pokrovsky> А вопрос и вправду интересный. Керосин регенеративного охлаждения входит в трубки с температурой 300 К, выходит с температурой 850 К.
Ну, выходит он вовсе не с такой температурой, а гораздо меньше.
Pokrovsky> Перепад температур на инконеле 300 градусов. Следовательно керосин пленочного охлаждения(или завесного, как Вы выразились) - только для осуществимости теплопередачи должен иметь температуры от 600 К до 1150 К.
А почему это Покровский взял и прибавил температуру? Какая связь между керосином, поступающим в тракт наружного охлаждения и керосином для внутреннего, завесного охлаждения? Что, Покровский все еще считает, что керосин в завесу подается после того, как он прошел тракт наружного охлаждения? Я же ведь уже объяснял, что так делал разве что Годдард. Покровский и тут решил игнорировать то, что я пишу, и опять бегать по кругу?
Pokrovsky> С учетом весьма низкой теплопроводности керосина и ОБЯЗАТЕЛЬНЫХ температурных перепадов на двух границах керосин-инконель и инконель-керосин - по обе стороны стенки трубки - это еще несколько десятков градусов. А он уже при 678 К - перстает быть жидким.
Так завесный керосин и перестанет быть жидким, закипит, и далее будет нагрев уже паров керосина. На место того керосина, который превратился в пар, придет новая порция керосина и т.д. Что тут непонятно? Покровский все еще думает, что при завесном охлаждении теплосъем происходит только жидким керосином? Странно. Я же несколько раз объяснял.
Pokrovsky>
Или хотя бы опишет, как при наличии потока жидкого керосина по внутренней стенке камеры сгорания удается нагреть еще и керосин в системе регенративного охлаждения.
А то ведь неприлично получается. По большей части поверхности охлаждения тепло должно по всем законам идти все-таки от керосина регенеративного охлаждения к жидкому керосину внутри КС.
[quote]
Покровский решил создать новый круг, и делать вид, что он не понимает, о чем речь? Это что, Покровский решил из себя изображать тупого?
Нет, я могу, конечно в каждом новом круге пояснять и пояснять, пока до Покровского не дойдет (а не дойдет, ну и ладно).
Pokrovsky>
В той части системы регенеративного охлаждения, где керосин только вошел в систему и имеет температуру 300 К, передача тепла происходит при средней теплопроводности 14 Вт/(м*К), т.е. вдвое ниже той, для которой мы получили перепад температур на инконеле. Если в этой части системы охлаждения реализуется средний по КС тепловой поток на стенку, то на 0.3 мм толщины инконелевой трубки приходится перепад 600 градусов, а не 300.
Там, где поток керосина прогрелся до максимальной температуры более 500 градусов, теплопроводность внутренних слоев инконелевой стенки - около 20 Вт/(м*К), а средняя - около 22.5-23 Вт/(м*К). Перепад приближается к 400 градусам.
Средняя температура инконеля по сечению на этом участке - более 700 С, а внешние слои - вообще за 900 С.
Теплопроводность 14 у Покровского при 400 гр. Как же это согласовывается с его последующим утверждением, что температура 600 гр.? Там где 600, должно быть 16, а не 14. А для 700 это будет уже 18, а для 900 будет уже 22. Что-то цифры у Покровского не сходятся...
Это все потому, что Покровский торопится. Надо же по кругу бежать быстрее, вот и не успевает.
Кстати, керосин в тракте наружного охлаждения не прогревается до 500 С. И, главное, Покровский не учитывает завесное охлаждение. А это очень и очень существенно (для снижения температуры стенки).
Pokrovsky>
У Никомо стенка - изотермическая, - и температура соответствует температуре, до которой нагревается керосин в системе охлаждения.
Перепада температур по толщине стенки для него не существует. И перепада температур между стенкой и керосином - тоже.
Пусть Покровский не жульничает. Температура взята именно для той стенки, которая находится со стороны газа (продуктов сгорания в КС), а не со стороны керосина, текущего по трубкам в системе наружного охлаждения.
Так чтобы получить температуру керосина из пятисот надо вычесть эти самые триста. И то это будет температура стенки со стороны керосина, а в самом керосине, в центре потока - еще ниже.
А, Покровский хочет считать температуру стенки неизотермической? Так это еще лучше. Значит, прочность стенки будет больше. Перепад между стенкой и керосином? И это тоже лучше. Керосин греется меньше, нежели считает Покровский (да он и так меньше греется).
Но такие расчеты уже гораздо более сложные. Кстати, в ЖРД, материал стенок работает (обычно) за пределом упругости. Именно поэтому производят термопрочностой расчет. Он, конечно, намного сложнее простой прикидки.
Покровский хочет провести такой расчет? Пусть попробует, если знает как это делается. Но мне все же кажется, что не знает...
Pokrovsky>
Как видим, запаса нет минимум по двум причинам:
1) перепады температур больше в 1.3-2 раза
2) сама температура инконеля в среднем больше, чем та, при которой взято значение предела пластичности
А для аналога инконеля ХН77ТЮР при температуре 850 С уже не предел пластичности, а предел прочности опускается до 400 МПа
перепад температур больше в два раза? Покровский опять жульничает? Предел пластичности взят при температуре газовой стенки (обращенной внутрь КС). Я что, говорил, что Инконель нагревается до 850 С? А, это Покровский так считает. Значит, как обычно, у Покровского ошибка в расчетах (потому что он что-то где-то не учел).
Pokrovsky>
Все совершенно законно.
+(плюс)505 МПа - снаружи
-(минус) 507 МПа - изнутри
Разница(с учетом знака) - ровно тот же 1 ГПа(что и у Покровского).
Разнознаковая эпюра с располовиненными напряжениями возникает после того, как в материале произошли все подвижки. В том числе и пластические - если при нагреве напряжение между поверхностью и еще не растянувшимися внутренними слоями - превышает предел пластичности.
И вот интересно, в какой же точке стенки у Покровского возникает такое напряжение 1 ГПа? В мнимой точке? Посередине стенки - напряжение равно нулю. Снаружи - растяжение, внутри сжатие. Но Покровский еще, однако, не учитывает действие сил давления, которые воздействуют на стенку. Наружные термические усилия стремятся стенку растянуть, а внешнее давление - наоборот, сжать. Внутри термические усилия стремятся стенку сжать, а внутренее давление - наоборот, растянуть. Так что не все так однозначно.
Pokrovsky>
Расчетные напряжения на внешней стенке у Никомо получились 505 МПа.
А для аналога инконеля ХН77ТЮР при температуре 850 С уже не предел пластичности, а предел прочности опускается до 400 МПа(Справочник. Физические величины. 1991 - страница 72).
При 800 С он еще чуточку выше насчитанного Никомо - 560 МПа.
Температура на газовой стенке максимальная 975F = 524С = 797K. Хорошо, пусть предел текучести 73 кГ/мм2. Это что-то меняет?
Все-таки, непонятно, куда Покровский торопится?
Он что, думает, если он быстрее напишет, так это будет более верно, так что ли?