страница - 65
давлением упругости водяного пара (парциальным давлением рц)> содержащегося в воздухе. Упругость водяного пара выражают в единицах давления (в Паскалях, в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах).
2.Влагосодержание dy т.е. отношение массы водяного пара к массе сухого воздуха (газа), в том же объеме:
При этом d пропорционально барометрическому давлению и является функцией только парциального давления пара.
3.Температура точки росыу т.е. температура, которую будет иметь влажный воздух (газ), если охладить его до полного насыщения по отношению к плоской поверхности воды.
4.Относительная влажность ф - отношение давления рв п водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению рн насыщенного пара при данной температуре или отношение действительной влажности Е к максимально возможной Ен при данной температуре. Относительная влажность выражается в относительных единицах
(Ф = ЕjЕИ £ 1) или в процентах ( Ф < 100% ) . Относительная влажность характеризует степень насыщения газа водяным паром.
Влажность воздуха следует рассматривать во взаимосвязи с другими параметрами, характеризующими состояние газа (давлением, температурой, плотностью). При постоянной относительной влажности абсолютная влажность является функцией температуры.
Атмосферные конденсированные осадки, такие, как роса, иней, изморозь и гололед, оказывают существенное влияние на различные изделия; для оценки атмосферных конденсированных осадков рекомендуется пользоваться такими характеристиками, как толщина отложения, плотность осадков, продолжительность воздействия и ряд других.
Если температура падает ниже точки росы, при которой абсолютная влажность равна 100 %, и содержащийся в воздухе водяной пар достигает состояния насыщения, то выпадают осадки в виде воды, снега, росы, инея, тумана.
Количество осадков измеряют в миллиметрах. Осадкам в 1 мм соответствует 1 л воды, распределенный на поверхности 1 м2. Свежевыпавший снег занимает, примерно десятикратный объем. 1 см снега соответствует примерно 1 мм осадков. Осадки воздействуют
своей механической энергией, понижают температуру изделий, повышают влажность.
Наличие осадков и тумана обычно ухудшает условия работы изделий. Осадки и туман действуют на материалы и изделия так же, как и повышенная влажность воздуха.
Влага, оставшаяся на изделии после дождя, может способствовать коррозии металлов, так как в дождевой воде содержится некоторое количество растворенных кислот и солей.
Резкие перепады температур, возникающие при внезапном выпадении дождя на разогретые солнцем поверхности изделий из керамики или стекла, могут привести к их растрескиванию.
Особенно сильное разрушающее воздействие на изделия могут оказывать морская вода и морской туман, резко ускоряющие коррозию вследствие содержащихся в них солей хлора, магния и других элементов.
Туман с капельками морской воды также усиливает коррозию металлов и может ухудшить электрические свойства изоляционных материалов.
Интенсивно протекает коррозия металлов, вызываемая попаданием на них морской воды в виде брызг, а также при периодическом его погружении в морскую воду. В связи со свободным доступом кислорода воздуха коррозия в этих условиях идет значительно быстрее, чем при постоянном погружении изделия в воду.
Примеси в воздухе. Примеси в воздухе могут вызывать нарушения функционирования электрических элементов, изменять режимы теплообмена, вызывать механические повреждения (пыль, песок), усиливать коррозионные процессы и т.п.
Пыль - смесь твердых частиц в воздухе. Естественная пыль состоит из космической и земной частей. В свободную атмосферу осаждается 120 - 150 мм пыли за 100 лет. Техническая пыль образуется при сжигании топлива, износе и обработке деталей. Технической пыли осаждается на два порядка больше, чем естественной. Серьезную проблему представляют для больших городов дымовые газы, содержащие в сравнительно больших количествах серу, из которой образуются в итоге сернистая и серная кислоты, соединения фтора, аммиак, цианистый водород, пары ртути и другие активные вредные химические соединения.
Аэрозоли представляют собой мельчайшие частицы неорганического и органического происхождения с различными физико-химическими свойствами.
Неорганическая пыльу составляющая 65 ... 75 % всех аэрозолей, представляет собой частицы, имеющие форму пластинок, иголочек, круглых чешуек, размеры которых в среднем колеблются от 5 до 200 мкм. В состав
неорганической минеральной пыли в основном входят кварц, полевой шпат, а также иногда слюда, хлориды и доломиты.
Частицы пыли, имеющие острые грани, могут быть абразивными, а иногда и гигроскопичными. В некоторых районах в качестве примесей к песку встречается большое количество водорастворимых солей (хлористых соединений натрия и магния, а также сульфатов натрия, кальция и магния), попадающих в атмосферу из почвы под действием ветра.
Органическая пыль представляет собой споры растений, плесневые грибы, бактерии, частицы волокон шерсти и хлопка, мельчайшие остатки насекомых и растений. В городах органическая пыль содержит около 40 % веществ, состоящих из сажи и смол. Особенностью органической пыли является ее способность при наличии влаги служить хорошей питательной средой для развития плесени.
Концентрация аэрозолей в единице воздуха убывает с высотой по экспоненциальному закону.
Помимо пыли в воздухе содержатся дым и индустриальные газы. Мельчайшие частицы дыма способны достигать высоты более 5.000 м и перемещаться на большие расстояния. Дымовые газы индустриальных предприятий содержат углерод, смолы и значительный процент золы (до 90 %). Наиболее вредными и распространенными составными частями дымовых газов являются сера и ее соединения (в частности, сернистый ангидрид SO2). В воздухе сернистый ангидрид окисляется, превращаясь в серный ангидрид SO3, который, соединяясь с водой, образует сернистую кислоту H2SO3 и серную кислоту H2SO4. Возможно образование и других газообразных соединений, обладающих разрушающим действием. Такими свойствами характеризуются, например, угарный газ СО, ненасыщенные углеводороды (этилен С2Н4, ацетилен С2Н2 и др.), хлор CI2, аммиак NH3, соединения фтора, мышьяка, паров ртути и целый ряд других. В индустриальных районах дымовые газы могут оседать в виде твердых частиц, а также, растворяясь в воде, выпадать с осадками.
Солнечное излучение представляет собой электромагнитные волны с длинами 0,2 -5 мкм. На ультрафиолетовую область (длина волны до 0,4 мкм) приходится 9 % энергии, на видимую (длина волны 0,4 - 0,7 мкм) -41 % и на инфракрасную область с длинами волн 0,72 мкм - 50 % солнечной энергии. Влияние солнечного излучения на изделие заключается в его нагреве и химическом разложении некоторых органических материалов. Наибольшее воздействие оказывают ультрафиолетовые лучи, которыеобладают высокой энергией. Под действием этих лучей происходит поверхностное окисление материалов,
частичное разложение полимеров, содержащих хлор, расщепление органических молекул, быстрое старение пластмасс, изменение важнейших органических компонентов и цвета у некоторых типов термореактивных пластмасс, образование корки на поверхности резины и ее растрескивание.
Атмосферное давление создается массой воздуха в данном месте. Колебания атмосферного давления вследствие изменения погоды ± 7 %, а при тропических бурях превышают 10 %. Ряд изделий по своему функциональному назначению может работать в условиях резко повышенного и резко пониженного атмосферного давления, что следует учитывать при проведении соответствующих испытаний.
Изменение давления вызывает опасность пробоев воздушных промежутков электрических установок в связи с изменением диэлектрической проницаемости воздуха, может изменять диаграмму направленности излучения электромагнитных антенн, влияет на режим теплообмена изделия, нарушает в ряде случаев герметичность изделий и расположение подвижных деталей.
Выше 11 км располагается так называемая стандартная атмосфера, в пределах которой температура считается постоянной.
Плотность атмосферы NM характеризуется числом молекул, содержащихся в 1 см3 воздуха на данной высоте над уровнем моря. Она пропорциональна давлению лежащего выше слоя. Если предположить состав атмосферы однородным, а температуру постоянной, то плотность и* давление будут равномерно изменяться с высотой. При этом давление определяется по барометрической формуле
Mgh
р = р0 е RT ,
где Pq - давление вблизи поверхности Земли;
М - масса грамм-молекулы газа; g - ускорение свободного падения; h - высота над поверхностью моря; R = 8,32 Дж/(град • моль) - универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура.
Плотность атмосферы на данной высоте
NM=P/(kT),
где к = 1,38 • Ю-23 Дж/град - постоянная Больцмана.
В действительности состав воздуха и температура изменяются с высотой, что приводит к отклонению распределения плотности и давления от определяемого по формулам. При подъеме на первые 1 000 мм в пределах тропосферы давление убывает на 133,32 Па на
2.5.1. Числовые:
[ барометрического давления
Высота над уровнем моря, м | Давление | Высота над уровнем моря, | Давление | ||
мм рт. ст. | кПа | м | мм рт. ст. | КПа | |
- 1 ООО | 854,58 | 114,0 | 1 9 000 | 230,46 | 30,8 |
- 100 | 769,06 | 103,0 | 10 000 | 198,16 | 26,4 |
0 | 760,00 | 101,5 | 11 000 | 169,63 | 22,6 |
50 | 755,50 | 101,0 | 12 000 | 144,87 | 19,3 |
100 | 751,03 | 100,0 | 13 000 | 123,72 | 16,5 |
200 | 742,14 | 98,6 | 14 000 | 105,67 | 14,1 |
500 | 716,00 | 95,5 | 15 000 | 90,24 | 12,0 |
1 000 | 674,08 | 89,6 | 16 000 | 77,07 | 12,9 |
2 000 | 596,20 | 79,4 | 17 000 | 65,82 | 8,8 |
3 000 | 525,77 | 70,0 | 18 000 | 56,21 | 7,47 |
4 000 | 462,24 | 61,5 | 19 000 | 48,01 | 6,40 |
5 000 | 405,07 | 54,0 | 20 000 | 41,00 | 5,47 |
6 000 | 353,76 | 47,2 | 25 000 | 18,63 | 2,48 |
7 000 | 307,85 | 42,1 | 30 000 | 8,46 | 1,13 |
8 000 | 266,89 | 35,5 | 40 000 | 2,15 | 0,29 |
каждые 10 м. Дальнейшее увеличение высоты приводит к убыванию давления примерно в геометрической прогрессии. Числовые значения барометрического давления, принятые за международную стандартную атмосферу, приведены в табл. 2.5.1.
2.5.2. ИСПЫТАНИЯ НА ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ
2.5.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Повышение температуры изделий происходит под воздействием внешних и внутренних факторов, причем это воздействие может быть непрерывным (стационарным), периодическим или апериодическим.
Действие внешних факторов определяется климатическими условиями, местом установки (на самолете, корабле, автомобиле и т.д.) и назначением изделия. Климатические условия характеризуются, в частности, температурой окружающей среды и интенсивностью солнечной радиации, которые могут изменяться в широких пределах. Указанные факторы определяют предельную температуру нагрева, по достижении которой поверхность изделий начинает переизлучать принятую теплоту.
Действие внутренних факторов определяется схемой и конструкцией изделия.
Непрерывному тепловому воздействию подвергаются изделия, эксплуатирующиеся или хранящиеся в стационарных температурных условиях (в помещении). Длительность установления стационарного режима определяется назначением изделия и принятым схемно-конструкторским решением и составляет 0,5 ... 2, 5 ч.
Периодическому тепловому воздействию подвергаются транспортируемые изделия или изделия, эксплуатируемые на открытом воздухе. Такой вид воздействия связан с быстрыми изменениями условий эксплуатации (взлет и посадка самолета, работа в полевых условиях и т.д.), а также при суточном изменении температуры (циклическое воздействие температуры). Периодические изменения температуры приводят к многократным деформациям различных элементов.
Апериодическому тепловому воздействию подвергаются изделия, устанавливаемые на ракетах (в моменты запуска и вхождения в плотные слои атмосферы) и в ряде других случаев. Резкое изменение температуры может приводить к внезапному возникновению отказов, вызванному изменением электрофизических, физико-химических и механических свойств материалов и элементов.
Таким образом, повышение температуры изделий при эксплуатации, хранении и транспортировании может вызывать появление
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]