От А.Б.
К Pokrovsky~stanislav
Дата 20.09.2007 19:40:06
Рубрики Крах СССР; Манипуляция;

Re: Чтобы не ошиьбаться - надо так.

Сперва узнать - какой поток тепла идет через стенку сопла. Потом - можно будет рассчитать градиент температур по толщине. Потом, можно будет посчитать "геометрию" расширения материала сопла. Вкупе со знанием об изменении модуля Юнга с температурой... можно будет прикинуть - какая часть конструкции "держит" нагрузку. И по силам ли ей это. :)
От Pokrovsky~stanislav
К А.Б. (20.09.2007 19:40:06)
Дата 20.09.2007 22:10:23

Вот так надо:

>Сперва узнать - какой поток тепла идет через стенку сопла. Потом - можно будет рассчитать градиент температур по толщине. Потом, можно будет посчитать "геометрию" расширения материала сопла. Вкупе со знанием об изменении модуля Юнга с температурой... можно будет прикинуть - какая часть конструкции "держит" нагрузку. И по силам ли ей это. :)

Страна советов...


http://www.j-pm.ru/?archive&a=630

О ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ МЕТАЛЛОВ
Резюме:Осуществлено теоретическое и экспериментальное определение величины относительного изменения модуля Юнга (Е/Ео) металлов в интервале температур от комнатной до температуры плавления включительно. Показано, что это изменение зависит от гомологической температуры, а не от абсолютного ее значения. Установлено, что минимальная величина (E/Eo)min для нерелаксированного, адиабатического модуля составляет ~0,7, а для релаксированного, изотермического ~0,5.
№2 – 1998 г.
Авторы:Б.М.Драпкин, В.К.Кононенко, Б.Н.Леонов

Модуль Юнга матричного материала никелевых сплавов(т.е. самого никеля) при комнатной температуре Е=2х10^11.

В обсуждаемой оценке я занизил величину в два раза против комнатной. Именно потому, что очень хорошо представлял, что модуль Юнга уменьшается. Но не более, чем вдвое. Реально - масштаба 70% от модуля Юнга при комнатной температуре. Тем более, что до температуры плавления как бы далековато.

При расчете разности температур следует внести еще один множитель (1-x), где х-коэффициент Пуассона. Для никеля х=0.28.

Вот и смотрите. 0.7х0.72 ~ 0.5
Не так ли?
Т.е. по модулю Юнга ошибки как бы и нет вообще.

Температура стенки камеры сгорания масштаба 1000 градусов автоматически следует из выбора американцами материала. Высокожаропрочные стали, которые уже не нужно было специально разрабатывать, позволяли работать на температуре 900 градусов даже в длительном режиме. А не только краткосрочно.
Выигрыш в массе? - При содержании никеля в сплавах более 50% и плотности никеля на 1 г/см3 -наиболее вероятен именно проигрыш. Сверхлегкие жаропрочные алюмо-никелевые сплавы - это уже разработки 80-х и даже 90-х.

Наличие температурных градиентов масштаба 100 градусов на мм следует хотя бы из того, что обратная стенка охлаждается керосином. А толщина стенок КС - несколько миллиметров.

Я в приведенной оценке, по давно сложившейся лазерной привычке, пользуюсь упрощенной формулой, которая прекрасно работает при высокой скорости нагрева-охлаждения. В таких случаях опущенный мной сомножитель, учитывающий толщину материала, и содержащий сложную и неудобоваримую функцию свойств материала, - просто устремляется к единице. Возникающая ошибка - в пользу меньших перепадов температур, требующихся для разрушения более толстых материалов. Экспериментально - приблизительно по закону корня квадратного из толщины(в миллиметрах).
_____________________________________________________

Теперь об ошибке на порядок-два и т.п.
Современные жаропрочные никелевые сплавы работают до температур 1100 градусов. А в диапазоне температур 900-1000 длительная прочность этих сплавов опускается как раз до указанной мной критической отметочки 10^8 Па. На этой отметочке они начинают деформироваться в циклической нагрузке. И в конце концов за сколько-то циклов разрушаются. Т.н. малоцикловое разрушение.
Соответственно временная прочность -приблизительно на порядок выше. - Именно такие требования к сплавам я и предъявлял.






От А.Б.
К Pokrovsky~stanislav (20.09.2007 22:10:23)
Дата 20.09.2007 22:51:43

Re: Намек не дошле. Продолжу.

Помимо того - с ростом температуры меняются еще многие свойства материала. И придется "обсчитывать" весь объем и реальную картину напряжений в нем. А не ваше "одностлойное" умозаключение.
От Pokrovsky~stanislav
К А.Б. (20.09.2007 22:51:43)
Дата 21.09.2007 00:49:14

Re: Намек не...

>Помимо того - с ростом температуры меняются еще многие свойства материала. И придется "обсчитывать" весь объем и реальную картину напряжений в нем. А не ваше "одностлойное" умозаключение.

Да кто ж Вам мешает? Был бы я Вашим Главным конструктором, - выгнал бы с порога. Типа взашей - да с лестницы.

А поскольку я не Ваш начальник, не Ваш Главный конструктор, скрупулезный КОНСТРУКТОРСКИЙ расчет Вам никто не мешает выполнить.

Итак, Вам необходимо иметь двигатель с тягой 650-700 тонн. Выбирайте материалы, их характеристики, схему работы агрегата... Напоминаю, из-за термоупругих напряжений Вы не сможете правильно просчитать корпус. Он у Вас(и у меня тоже) - изогнется при нагреве - в сторону пламени. Изгиб зависит от свойств материала, который еще не выбран. А выбрать материал при скрупулезном расчете Вы сможете только после точного расчета энергопотоков. Зависящих от геометрии взаимодействия пламени, охлаждающих струй и поверхности... геометрия которой(определяющая все прочие геометрии) - зависит от материала, который еще не выбран....

До встречи в ПОСЛЕ-СЛЕДУЮЩЕЙ жизни.
От Pokrovsky~stanislav
К Pokrovsky~stanislav (21.09.2007 00:49:14)
Дата 21.09.2007 01:45:38

Не договорил...

>До встречи в ПОСЛЕ-СЛЕДУЮЩЕЙ жизни.

А я, грешный, вернусь к своим делам, которые я из года в год строю по принципу разумной достаточности: на пальцах просчитанные системы охлаждения и вентиляции лазера и лазерного участка, подъемник собственной разработки с вдесятеро более дешевой элементной базой, чем предлагал конструктор, металлоизделия с 3 термообработками, которые круто превосходят по надежности германские, так еще и раз в 5 дешевле германских изделий на выходе из завода, склеивающие устройства с шестеренками из фанеры и храповиками из оргстекла...

А время от времени рождается мысль: благо наши предки не были такими идиотами, чтобы вместо изготовления лука и стрелы, - в первую очередь изучать аэродинамику полета этой стрелы.

Теперь намек понят?
От А.Б.
К Pokrovsky~stanislav (21.09.2007 01:45:38)
Дата 21.09.2007 11:18:56

Re: :)

Валяйте-валяйте...

На досуге - прикину каков должен быь поток через металлическую пластину. чтобы у нее был градиент температуры в сотни градусов. Эту прикидку - несложно сделать. :)
От Pokrovsky~stanislav
К А.Б. (21.09.2007 11:18:56)
Дата 21.09.2007 14:33:18

Re: :)

>Валяйте-валяйте...

>На досуге - прикину каков должен быь поток через металлическую пластину. чтобы у нее был градиент температуры в сотни градусов. Эту прикидку - несложно сделать. :)

А чего там прикидывать на досуге? Одно действие.

При градиенте 100 град/мм=10^5 град/м и теплопроводности 20-40 Вт/(м град) тепловой поток (2-4)МВт/м2.

Типичный поток ракетной техники и тепловыделяющих элементов атомных реакторов - лидеров по рабочей теплонапряженности

Для сравнения:
Поток через сталь горячего утюга 0.1 МВт/м2