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非穩(wěn)態(tài)導熱的實例分析熱工基礎電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫熱變形與熱應力01汽輪機汽缸壁的熱應力02目

錄Content01電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫熱變形與熱應力壓力不變的情況下，大多數(shù)物質在溫度升高時，其體積增大，溫度降低時體積縮小的現(xiàn)象。非穩(wěn)態(tài)導熱的實例分析熱膨脹熱變形熱應力從熱膨脹原理知道，當金屬部件溫度均勻上升，沿如果金屬部件受熱不均勻，兩側溫度上升不一致，當一側溫度高于另一側時，金屬部件一側的膨脹量大于另一側的膨脹量，從而使金屬部件彎曲，產生了熱變形。當物體溫度變化時，熱變形受到其他物體或物體內部各部分之間的相互約束所產生的應力。熱應力的規(guī)律——溫度升高的一側產生壓縮應力，溫度降低的一側產生拉伸應力，即“熱壓冷拉”。非穩(wěn)態(tài)導熱的實例分析02電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫汽輪機汽缸壁的熱應力非穩(wěn)態(tài)導熱的實例分析

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℃)送至金屬壁內側；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)定導熱過程中，壁面兩側的溫差要比進入穩(wěn)定狀態(tài)后的溫差大得多，內壁溫度遠高于外壁。內壁要膨脹而受到溫度較低的外壁的阻礙，于是在內壁附近引起了一個附加的壓縮應力，而內壁的熱膨脹使得外壁又受到一個附加的拉伸應力，這種由于壁面中溫度不均勻而引起的應力即為熱應力。非穩(wěn)態(tài)導熱的實例分析機組在啟動和升負荷過程中壁面被加熱，在停機和降負荷過程中又被冷卻。在運行期間壁面同一部位不斷經受交變熱應力的作用，使材料疲勞而出現(xiàn)裂紋。熱應力越大，產生裂紋前所經受的應力循環(huán)次數(shù)越少，使用壽命越短。另外，熱應力過大，可能使零件的合成應力大于許用應力。因此，在機組運行中要求將壁面的最大熱應力控制在允許的范圍內。非穩(wěn)態(tài)導熱的實例分析對一無限大平壁，壁的一側受熱，另一側絕熱良好，當壁內各點的溫度隨時間均勻上升時，壁面兩側的最大溫差等于由上式可知，平壁兩側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)導熱的實例分析汽輪機結構分析雙層缸結構，中間通有蒸汽法蘭加熱系統(tǒng)采用優(yōu)質的保溫材料啟動分析采用低參數(shù)蒸汽進行沖轉控制升溫速度，3~4℃/min沖轉過程中進行

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