ния воды
P
=
P
н
¯
T
. Температура
Т
А
(
Х
)
, соответствующая точкам
А
, зависитот
Х
и лежитв диапазоне от
Т
с
= 387
K до критической
температуры воды
Т
к
= 647
K. Например, при
Х
= 0
,
9
двухфазность
водяного компонента наблюдается до
Т
А
(0
,
9)
= 620
K, а при
Х
= 0
,
7
— до температуры, близкой к критической
Т
к
= 647
K. Соответствен-
но максимальные давления ГЖВ в этом диапазоне значений
Х
при
¯
T <
Т
к
всегда меньше критического давления воды
Р
к
= 22
,
1
МПа,
а эквивалентные барические напряжения
σ
P
экв
меньше предела проч-
ности кварца
σ
вр
. При нагреве до температур, б´ольших чем
Т
А
(
Х
)
,
система гомогенизируется, и двухкомпонентная система становится
газофазной смесью паров воды и газа, давление которой с ростом
¯
T
увеличивается (участок
А
(
Х
)
В
(
Х
)
) относительно медленно, подчиня-
ясь приблизительно уравнению состояния идеального газа. Значения
давлений ГЖВ, при которых
σ
P
экв
может превысить допустимый порог
σ
вр
= 50
МПа, наблюдаются, например, для
Х
= 0
,
8
при
¯
T
≈
1300
K, а
для
Х
0
,
9
при
¯
T >
1500
K. Учитывая, что при динамическом нагреве
эти значения температур превышают значения температуры термиче-
ского разрушения частиц, можно для такого состава ГЖВ считать роль
барических напряжений в разрушении частиц незначительной.
В случае, если
Х
∈
(0
,
1; 0
,
7)
, давление ГЖВ изменяется по ли-
нии
НС
D
(
X
)
E
(
X
)
, так же и для
Х
>
0
,
7
после нагрева ГЖВ до
температур, превышающих
Т
С
, вода переходит в двухфазное состоя-
ние и остается таковой вплоть до значений температур, соответствую-
щим точкам
D
(
Х
)
. При этом давление ГЖВ определяется давлением
насыщения воды, т.е.
P
¯
T
=
P
н
¯
T
. При дальнейшем увеличении
температуры на участке
D
(
X
)
E
(
X
)
водяной компонентиз парожид-
костного состояния возвращается в жидкое агрегатное состояние, т.е.
ГЖВ в областях повышенных температур (
¯
T > T
D
)
остаются гете-
рогенной системой, и давление в ней является сильно возрастающей
функцией температуры, причем скорость роста
Р
с увеличением
¯
T
тем выше, чем меньше
Х
.
Наконец, если
0
X
0
,
1
, то, как показываетрасчетпо вы-
ражению (10), водяной компонент остается в жидком состоянии при
любом значении температур ГЖВ. При этом давление в ГЖВ, изменя-
ясь по линии
НЕ
(
Х
)
, является сильно возрастающей функцией тем-
пературы. Нагрев ГЖВ до температур 400. . . 500 K приводит к росту
давления до значений
∼
10
2
МПа, вызывающих соответственно гене-
рацию барических напряжений
σ
P
экв
, превышающих порог разрушения
кварцевых частиц.
Из сказанного следует, что при анализе прочности частиц с ГЖВ
в случае, если в их составе находится жидкий компонент с объемной
долей более 0,3, возникающие давления необходимо учитывать, и они
могут оказывать заметное влияние на значение возникающих термо-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4 15
