Расшифровка маркировки, область применения (агрессивное воздействие среды, давление, температура)
 Скачать 7.79 Mb.
|
|
60. Понятие пограничного слоя. Ламинарный пограничный слой. Турбулентный пограничный слой. Профиль скорости и трение в трубах. Пограничный слой, область течения вязкой жидкости (газа) с малой по сравнению с продольными размерами поперечной толщиной, образующаяся у поверхности обтекаемого твёрдого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с различными скоростями, температурами или химическим составом. Пограничный слой характеризуется резким изменением в поперечном направлении скорости (динамический пограничный слой), или температуры (тепловой, или температурный, пограничный слой), или же концентраций отдельных химических компонентов (диффузионный, или концентрационный, пограничный слой). На формирование течения в пограничном слое основное влияние оказывают вязкость, теплопроводность и диффузионная способность жидкости (газа). Внутри динамического пограничного слоя происходит плавное изменение скорости от её значения во внешнем потоке до нуля на стенке (вследствие прилипания вязкой жидкости к твёрдой поверхности). Аналогично внутри пограничного слоя плавно изменяются температура и концентрация. Режим течения в динамическом пограничном слое зависит от числа Рейнольдса Re и может быть ламинарным или турбулентным Итак, ламинарным называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления. При ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного сечения все линии тока направлены параллельно оси трубы, при этом отсутствуют поперечные перемещения частиц жидкости. Турбулентным называется течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений. Наряду с основным продольным перемещением жидкости наблюдаются поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости. Переход от ламинарного режима к турбулентному наблюдается при определенной скорости движения жидкости. Эта скорость называется критической υ кр. Значение этой скорости прямо пропорционально кинематической вязкости жидкости и обратно пропорционально диаметру трубы. Где ν-кинематическая вязкость; k - безразмерный коэффициент; d - внутренний диаметр трубы. Входящий в эту формулу безразмерный коэффициент k, одинаков для всех жидкостей и газов, а также для любых диаметров труб. Этот коэффициент называется критическим числом Рейнольдса Reкр и определяется следующим образом: Как показывают исследования, при ламинарном течении жидкости в круглой трубе максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, т.к. частицы жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубопровода тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости нарастаю плавно. График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью - квадратичную параболу  Схема для рассмотрения ламинарного потока При турбулентном режиме движения жидкости в трубах эпюра распределения скоростей имеет вид, показанный на рисунке. В тонком пристенном слое толщиной δ жидкость течет в ламинарном режиме, а остальные слои текут в турбулентном режиме, и называются турбулентным ядром. Таким образом, строго говоря, турбулентного движения в чистом виде не существует. Оно сопровождается ламинарным движением у стенок, хотя слой δ с ламинарным режимом весьма мал по сравнению с турбулентным ядром.  Модель турбулентного режима движения жидкости Трение в трубах Опыт показывает, что вдоль трубы по течению давление падает: чем дальше от начала трубы, тем меньше статическое давлениетекущей жидкости. При этом в узких трубах давление падает быстрее, чем в широких. В достаточно широких и коротких трубах при не очень большой скорости течения падение давления практически незаметно. Падение давления жидкости в трубе объясняется трением. На жидкость, текущую по трубе, действуют со стороны стенок трубы силы трения; они направлены противоположно движению жидкости. Выделим мысленно в трубе объем жидкости ABCD. Со стороны стенок трубына выделенный объем действуют силы трения f. Если жидкость течет по трубе равномерно (с постоянной скоростью), то силы давления, действующие на выделенный объем, должны уравновешивать силы трения. Отсюда заключаем, что сила давления F1, действующая в направлении движения, по модулю должна быть больше силы давления F2, действующей в противоположном направлении. Поэтому давление на задней поверхности АВ выделенного объема должно быть больше давления на передней поверхности CD, т. е. давление должно убывать вдоль трубы по течению. Если увеличить скорость жидкости, текущей по трубе, то сила трения возрастет. Поэтому при быстром течении жидкости падение давления в данной трубе больше, чем при медленном течении. При данной скорости течения трение сказывается сильнее в узких трубах, чем вшироких; поэтому вдоль узких труб давление падает быстрее.  Сумма сил давления F1 и F2 уравновешивает силы трения f со стороны стенок трубы 61. Общие требования к средствам дефектоскопического контроля Неразрушающий контроль осуществляют с помощью СНК (средств неразрушающего контроля): приборов (дефектоскопов, толщиномеров, структуроскопов и т.д.) и установок, а также дефектоскопических веществ и материалов (проникающих и проявляющих жид костей, магнитных порошков и суспензий, паст и т.д.), стандартных образцов, вспомогательного оборудования. Дефектоскопы представляют собой приборы и установки, предназначенные для обнаружения дефектов типа сплошности. Практически все дефектоскопы не только выявляют дефекты в изделии, но и определяют с установленной погрешностью его размеры и местонахождение. Некоторые дефектоскопы способны обнаруживать дефекты, определять глубину их и координаты относительно плоскостей изделия. Структуроскопы в зависимости от их принципа действия могут определять физико-химические свойства материала, оценивать твердость и прочность материалов, глубину и качество термической обработки, обнаруживать отклонение содержания углерода от номинального значения, рассортировывать изделия по твердости, выявлять неоднородные по структуре области. Толщиномеры, принцип работы которых основан на одном из методов неразрушающего контроля, позволяют быстро и без повреждения объекта контроля получить информацию о толщине изделия при одностороннем к нему доступе и о толщине лакокрасочных, гальванических, специальных покрытии, нанесенных на металлическую основу. Основополагающими критериями при выборе толщиномера являются:
Следует помнить, что основная погрешность прибора определена для нормальных условий его применения, оговоренных в нормативной документации на прибор 62 Основные факторы, определяющие выбор метода контроля. Методы неразрушающего контроля основываются на наблюдении, регистрации и анализе результатов взаимодействия физических полей (излучений) или веществ с объектом контроля, причем характер этого взаимодействия зависит от химического состава, строения, состояния структуры контролируемого объекта и т.п. Все методы неразрушающего контроля являются косвенными методами. Настройка, калибровка должны осуществляться по контрольным образцам, имитирующим измеряемый физический параметр. Метода, который бы мог обнаружить самые разнообразные по характеру дефекты нет. Каждый отдельно взятый метод НК решает ограниченный круг задач технического контроля. Выбор оптимального метода неразрушающего контроля следует осуществлять исходя из его:
Измерительная система средств неразрушающего контроля должна быть скомплектована из прибора, преобразователя и контрольного образца. Раскомплектовка измерительной системы недопустима и ведёт к изменению метрологических характеристик. Важной характеристикой любых методов неразрушающего контроля является их чувствительность. Чувствительность - выявление наименьшего по размерам дефекта; зависит от особенностей метода неразрушающего контроля, условий проведения контроля, материала изделий. Удовлетворительная чувствительность для выявления одних дефектов может быть совершенно непригодной для выявления дефектов другого характера. Чувствительность методов неразрушающего контроля к выявлению одного и того же по характеру дефекта различна. При определении предельно допустимой погрешности выбранного метода неразрушающего контроля следует обязательно учитывать дополнительные погрешности, возникающие от влияющих факторов:
В зависимости от физических явлений, положенных в основу методов неразрушающего контроля, они подразделяются на девять основных видов: акустический, магнитный, вихретоковый, проникающими веществами, радиоволновый, радиационный, оптический, тепловой и электрический. На практике наиболее широкое распространение нашли первые четыре метода. 63. Классификация методов неразрушающего контроля. В зависимости от принципа работы все НМК делятся на акустические (ультразвуковые); капиллярные; магнитные (или магнитопорошковые); оптические (визуально-оптические); радиационные; радиоволновые; тепловые; контроль течеисканием; электрические; электромагнитные, или токовихревые (методы вихревых токов).Таблица 1 – Классификация методов контроля
64. Классификация оптических приборов для визуально-оптического контроля. Методы оптического контроля Визуально оптические методы контроля основаны на взаимодействии светового излучения с контролируемым объектом (КО). По характеру взаимодействия различают методы прошедшего, отражённого, рассеянного и индуцированного излучений (под последним имеется в виду оптическое излучение предмета под действием внешнего воздействия, например люминесценцию). Информативными параметрами этих методов являются амплитуда, фаза, степень поляризации, частота или частотный спектр, время прохождения света через объект, геометрия преломления или отражения излучения. Оптические методы широко применяют из-за большого разнообразия способов получения первичной информации о наличии наружных дефектов независимо от материала контролируемого изделия. По виду приёмника лучистой энергии различают три группы оптических приборов: визуальные, детекторные и комбинированные. У визуальных приборов приёмник – глаз (сведения о некоторых характеристиках зрения, которые следует учитывать при ВОК, приведены в приложении Б). Это обзорные эндоскопы, лупы, микроскопы и т.п. К детекторным приборам относятся приборы, в которых приёмником служат различные детекторы: химические реагенты (фотоэмульсии), люминесцирующие вещества, спектрометры и т.д. Комбинированные приборы пригодны для обзора объекта визуально и с помощью детектора. По назначению приборы ВОК делятся на три группы: 1) приборы для контроля мелких близкорасположенных объектов, находящихся от глаз контролёра в пределах расстояния наилучшего зрения l<=250 мм (лупы, микроскопы); 2) приборы для контроля удалённых объектов (l>250мм) – телескопические лупы, бинокли, зрительные трубы; 3) приборы для контроля скрытых объектов (эндоскопы, бороскопы, перископические дефектоскопы). Различают также приборы цехового назначения и приборы полевого использования. Приборы цехового назначения применяются при постоянной температуре от +15о до +20о С, нормальном атмосферном давлении, невысокой влажности. Приборы полевого назначения должны работать в условиях температуры от –55о до +60о С, при тряске, вибрациях, при осадках и т.д. В защитном корпусе (ящике) должны быть предусмотрены устройства для прочного крепления всех деталей приборов ВОК, полости приборов должны быть надёжно защищены от проникновения влаги, выполнены из коррозионно-стойких материалов и иметь атмосферостойкие защитные покрытия. Приборы должны иметь малую массу, быть пригодными к переноске, иметь удобно расположенные ручки панели управления. Должны быть предусмотрены устройства для уменьшения отрицательного влияния рассеянного света (бленды, диафрагмы, светопоглощающая отделка деталей). Применяют наглазники (налобники), защищающие глаза от попадания постороннего света и снижающие утомляемость глаз. Важное значение имеют внешний вид и форма прибора, особенно эндоскопа. Он не должен иметь выступающих элементов и резких переходов в сечении погружаемой части, затрудняющих ввод в проверяемый механизм и вывод его оттуда. Достоверность визуально-оптического контроля определяется многими факторами, среди которых большое значение имеют условия труда. Рабочее место должно быть рассчитано, как правило, на работу сидя. Вентиляция, отопление, освещение должны обеспечивать комфортные условия труда. Освещенность на рабочем месте для контроля и система искусственного освещения выбираются в зависимости от цвета и яркости проверяемых деталей, размеров отыскиваемых дефектов и их контраста с фоном. Лампы для местного освещения необходимо размещать так, чтобы прямые лучи не попадали в глаза контролера. Край плафона или отражателя должен размещаться несколько ниже уровня глаз контролера. Материал и цвет покрытия рабочего стола выбирают так, чтобы уменьшить яркостные контрасты в поле зрения контролера и ускорить переадаптацию при чередовании наблюдения деталей и фона, а также не допустить слепящего действия света, отраженного от покрытия. Поверхность стола не должна быть белой, ее нельзя покрывать стеклом. Цвет основных поверхностей рабочего помещения должен обеспечивать оптимальные условия труда контролера. Для глаза наиболее приятны светлые тона желтой, зеленой и частично голубой зон спектра при слабой и средней их насыщенности. Потолки и верхнюю часть стен можно окрашивать в белый цвет. |