і:
, 1.3
де:
Beff - термодинамічний параметр (безрозмірний);
с - щільність рідини;
СV - рівноважна щільність рідини;
Pv (ref) - визначальна щільність СV;
с - теплоємність рідини;
L - прихована теплота пароутворення;
Т - температура;
k - теплопровідність рідини;
Ro - початковий радіус бульбашки;
Р - тиск.
На малюнку 1.1 наведено графік експериментальних даних у середовищі Hg, Pb-Bi, Li, Na (зразок - сталь 304SS) для фактора, коригуючого руйнування, залежно від Beff. Для великих Beff коллапсація бульбашок не схильна діям «термодинамічної ефекту», і результат співпадає з передбачуваним на основі механічних властивостей. Але для Beff <1000 «термодинамічний ефект» существенен і руйнування значно зменшується.
При низьких швидкостях свинцево-вісмутового теплоносія (0,3-0,7 м / с) і активності кисню близькою до одиниці в ізотермічному (250-275 ° С) і неізотерміческои (465/250 ° С) стендах виявлені кавитационні каверни в зонах, розташовані безпосередньо за кавітатором [3]. За наближеним оцінками показано, що концентрація газу в потоці теплоносія становила (1-2,5) - 10-2% об. Автори пояснюють можливість кавитационной ерозії роздрібненням і перенесенням бульбашок газу при швидкостях теплоносія великих 0,8 м / с.
1 - Na (816 ° C); 2 - Li (816 ° C); 3 - Hg (265 ° C); 4 - Na (265 ° C); 5 - Pb-Bi (816 ° C); 6 - Hg (22 ° C); 7 - Li (265 ° C); 8 - Pb-Bi (265 ° C) - руйнування, контрольоване інерцією;
II - руйнування, контрольоване перенесенням тепла
Малюнок 1.1 - Експериментальні дані для стали 304 SS в рідких металах залежно від фактора Beff [13]
Відзначено, що ерозія в деяких випадках пригнічується шляхом оптимізації гідродинаміки потоку в крьшной зоні або збільшенням статичного тиску. На прямих ділянках трубопроводів в відсутність різкої зміни перерізі виразкових руйнувань не виявлено аж до температури 465 ° С і швидкості потоку до 1,4 м / с.
В роботі [14] при температурі 620-650 ° С і низької активності кисню в свинці (Со=10-7-10-8% мас.) через 1000 год випробувань виявлено окремі корозійно-ерозійні вогнища (у місцях дистанціювання глибиною до 1200 мкм) на хвостовиках і конусної частини зразків стали ЕП823 (імовірно в області турбулізації потоку) В області поздовжнього обтікання зразків потоком свинцю при тих же умовах і на все (поверхні сталиЕП823 при більш високій активності кисню (Зі=10-5-10-6% мас.) Ерозійних пошкоджень не виявлено аж до ресурсу 8800 ч. Істотний внесок в освіту осередкового пошкодження на сталі може вносити ускладненість доступ; кисню (у місцях дистанціювання та ін.)
Кавітаційна ерозія стали може бути також стимульована ультразвуковьп впливом. В роботі [15] показано, що накопичена середня глибина руйнування сталей 304SS і 316SS становить, відповідно, 0,295 мм / год і 0,066 мм / год при їх випробуванні в сплаві РЬ - 30% Bi при 816 ° С
1.2 Математична модель і розрахунок масопереносу в умовах, що сприяють ерозії стали в сплавах на основі свинцю
Розроблено модель, відповідно до якої можуть бути визначені умов...
