关于凝固过冷度若干问题的探讨
过冷温度对金属凝固的影响
过冷度对金属凝固的影响金属材料作为支撑国民生活富裕及安全的基础结构材料而大量使用。
随着材料使用方法的多样化，对材料特性的要求也日益严格。
因此，利用现代科学技术开发出高质量和高性能的钢铁材料将具有重大的现实意义。
金属的凝固过程对金属的机械性能特点有重大影响，它决定着该零件组织，包括各种相的形态，大小和分布，直接影响到该零件后面的加工处理工艺，间接地影响了工件的加工性能和使用性能。
而对于铸件和焊接件来说，结晶过程基本上就决定了它的使用性能和使用寿命，而对尚需进一步加工的铸锭来说，结晶过程既直接影响了它的轧制和锻压工艺性能，又不同程度地影响着其制品的使用性能。
因此，研究和控制金属的结晶过程，已成为了提高金属力学性能和工艺性能的重要手段。
而金属的结晶过程总是伴随着过冷，可以说研究金属的结晶过程就是相当于研究结晶过程对过冷的控制。
1过冷度的概念1.1几种过冷定义过冷：金属理论凝固温度与实际温度之差。
即图1中的ΔT。
图1：过冷度热过冷：金属凝固时所需过冷度完全由传热所提供。
仅由熔体实际温度分布决定。
成分过冷：凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化，引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。
这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷，称为成分过冷。
由界面前方的实际温度和液相线温度分布两者共同决定。
成分过冷不仅受热扩散的控制，更受溶质扩散的控制。
1.2过冷现象实验表明纯金属的实际凝固温度Tn总比其熔点Tm低，这种现象叫做过冷。
金属实际结晶温度Tn与理论结晶温度Tm之差，称为过冷度，用△T表示。
其大小取决于：1）液态金属的本性，金属不同，△T也不同；2）纯度越高，△T越大；3）冷却速度越快，△T越大。
但无论多慢也不能在Tm结晶。
2金属结晶的必要条件2.1过冷是结晶的必要条件由热力学规律可知，在等温等压条件下，物质系统总是自发地从自由能较高的状态向自由能较低的状态转变。
如果液相的自由能比固相的自由能低，那么金属将自发地从固相转变为液相，即金属发生熔化。
简述凝固时过冷度的作用材科基
凝固时的过冷度是指物质在其凝固点以下的温度下仍保持液态状态的现象。
过冷度在材料科学和凝固技术中有着重要的作用。
1. 影响晶体生长：过冷度可以改变晶体生长的速率和形态。
通过控制过冷度，可以调节晶体生长的速率和尺寸，从而影响材料的物理和化学性质。
2. 影响凝固行为：过冷度会影响材料的凝固行为。
在过冷度条件下，液体材料的溶质浓度会升高，晶核形成和晶体生长的速率也会增加，从而影响凝固过程的动力学和相结构的形成。
3. 产生细小晶粒：过冷度有助于形成较小的晶体和细小的晶粒。
在材料凝固时的过冷度条件下，晶核的形成更容易，晶体生长速率更快，因此可以产生更多、更细小的晶粒，这对于改善材料的力学性能、均匀性和细观数组织有重要影响。
4. 控制晶格缺陷：过冷度还可以影响晶体的结构和晶格缺陷。
适当的过冷度条件下，可以促使晶体结构中的缺陷发生排列和重新分布，从而改善材料的力学性能和特性。
总之，控制和利用凝固时的过冷度对于优化材料的晶体生长、改善材料的性能和微观结构具有重要意义，对材料科学和工程领域的研究和应用具有一定的影响。
凝结水过冷
汽轮机组凝结水过冷的原因及其消除措施凝汽器是凝汽式汽轮机的主要辅助设备,是汽轮机组的重要组成部分,它的工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。
而凝汽器运行状态的优劣集中表现在以下三个方面:是否保持在最佳真空,凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。
凝结水的过冷度越大,说明被冷却水额外带走的热量越多,而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥从而导致系统热经济性的降低。
而且过冷度越大,凝结水中的含氧量也越多,从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。
因此需从各个方面对凝结水过冷度给以重视,并采取措施使其最小,以此来提高机组运行的经济性和安全性。
1凝结水过冷度的概念和表示方法1．1定义凝结水过冷度,即凝汽器热井中凝结水过度冷却的数值,可定义为在凝汽器壳体中的绝对静压力下,热井中的凝结水温度与凝汽器中蒸汽的饱和温度之差1．2表示方法Δtc = ts –tc式中:Δtc 为凝结水过冷度; ts 为凝汽器绝对压力下的饱和温度; tc 为凝汽器热井中凝结水温度。
2 凝结水过冷对机组经济性与安全性的影响2. 1 对机组经济性的影响由于凝结水的过冷却,使传给冷却水的热量增加,冷源损失增大,导致系统热经济性下降2. 2 对机组安全性的影响凝结水过冷度的存在会威胁机组运行的安全性和可靠性。
凝结水温度过低,即凝结水水面上的蒸汽分压力降低,气体分压力的增高,使得溶解于水中的气体增加。
凝结水中含氧量增加,将导致凝汽器内换热管、低压加热器及相关管道阀门腐蚀加剧,以致降低设备的使用寿命,不利于机组的安全运行。
同时也加重了除氧器的工作负担,使除氧效果变差,严重时会腐蚀处于高温工作环境下的给水管道和锅炉省煤器管,引起泄漏和爆管。
3 过冷度产生的原因3. 1 凝汽器的结构对过冷度的影响凝汽器管束布置是从减小汽阻、减小过冷度、均匀各部分传热面积上的热负荷的要求出发的。
冷却水管在凝汽器管板上的基本排列方法有三种:三角形排列法、正方形排列法和辐向排列法。
浅析凝结水过冷度的危害原因及控制措施
浅析凝结水过冷度的危害、原因及控制措施王波大唐长春第二热电有限责任公司摘要：凝结水是指在汽轮机做完功的蒸汽在凝汽器中被循环水冷却而形成的介质，是火力发电厂工质循环利用的关键环节。
最理想的运行工况是凝结水温度等于排汽压力下的饱和温度。
但是，由于设备本身的质量或运行维护不当，经常使凝结水温度低于排汽压力下的饱和温度，造成凝结水过度冷却，这一差值称为过冷度。
凝结水过冷现象产生不可逆冷原损失，是火力发电厂影响经济运行的一项小指标，本文从凝结水过冷度的危害、原因以及措施三方面探讨该项指标。
关键词：过冷度危害原因措施1 凝结水过度冷却的危害1.1 使设备可靠性降低。
凝结水过度冷却后，由于液体中溶解的气体与液面上该气体的分压力成正比，导致凝结水含氧量增加，加重除氧器的负担，加快设备管道的氧腐蚀，减低设备的可靠性和使用寿命，影响设备安全运行。
1.2 使系统的热经济性降低。
凝结水过冷使凝结水温度降低，根据传热学原理，必然导致循环水带走过多的热量，同时要在加热器、除氧器加热时吸收更多的热量，多消耗抽汽量。
因此凝汽器应具有良好的回热作用，以使得凝结水的出口温度尽可能接近于排汽压力下的饱和温度，以减少汽轮机的回热抽汽量，降低热耗。
2 凝结水过冷度产生的原因产生凝结水过度的冷却有诸多因素，其主要原因分析如下：2.1 凝汽器内管束排列不合理冷却水管在凝汽器排列方式不合理会造成蒸汽空气混合物在通往凝汽器的管束中心和下部时遇到较大的流动阻力，导致内部绝对压力从凝汽器入口到抽汽口逐渐降低，使得凝汽器大部分区域的蒸汽实际凝结温度低于凝汽器入口处的饱和温度，形成凝结水过度冷却。
同时蒸汽大部分集中在上部管排处，蒸汽凝结的水经过密集的管束在冷却水管外形成一层水膜，又起到冷却凝结水的作用。
加之排汽不能有效回热热水井中的凝结水，进一步加剧了凝结水的过度冷却。
2.2 凝汽器水位过高当热水井水位过高时，导致凝汽器下部冷却水管浸到凝结水中，这样冷却水带走了一部分凝结水的热量；换句话说，将冷却水管浸没，将使整个凝汽器的冷却面积减少，严重时淹没空气管，真空恶化。
凝结水过冷度产生的原因及减小对策
凝结水过冷度产生的原因及减小对策概述凝结水过冷度是指在冷凝器内形成液体水时，其温度低于水的饱和温度，即低于空气温度或冷凝器表面温度，如低于0℃。
这种现象在空调、冷冻和制冷设备中很常见。
凝结水过冷度不仅会浪费能源，还会增加设备维护的成本，并可能对用户健康造成威胁。
因此需要深入了解凝结水过冷度的产生原因并采取相应的降低措施。
产生原因设计因素凝结水过冷度最根本的原因是设计不合理。
冷凝器的设计应该能够避免水过冷度的产生，但大多数冷凝器并没有采取这种措施。
因此，在设备设计阶段，需要考虑以下因素：设备尺寸和构造设备尺寸和构造应该足够大，以便足够的冷却面积来冷却气体，并能够防止水在管道中堵塞或过冷。
如果管道太小或沉积物过多，就会导致水过冷度的产生。
方向性安装正确安装冷凝器对于减小凝结水过冷度是非常重要的，冷凝器的方向应该避免水从上到下流动。
当水向下流动时，水中的某些物质可能会沉积在管道中，导致管道变小或堵塞，从而导致水过冷度的产生。
温度控制温度也是产生凝结水过冷度的重要因素。
如果水在经过冷却器之前，它的初始温度太低，那么冷凝器就不会起到降温的作用。
此外，如果水被过度冷却，温度可能会降至冰点以下，从而产生水过冷度的现象。
减小对策为了减小凝结水过冷度，需要采取以下措施：设备设计在设计和安装冷凝器时，需要考虑到以下几个方面：充分考虑管道的大小正常大小的管道可以帮助水更快地流过，也可以减少物质的沉积。
选择正确的位置进行冷凝器安装正确安装冷却器可以避免水从上到下流动，从而减小水过冷度的风险。
调整温度调整温度是降低水过冷度的最有效方法。
可以使用以下几个措施：调整冷凝器的出水温度出水温度应至少为2摄氏度，这样就可以避免过度冷却，同时也可以减小水过冷度的风险。
检查和调整冷媒水管的温度冷凝器的冷媒水管也应该保持恰当的温度。
如果温度过低，就有可能产生水过冷度的现象。
定期清洗冷媒水管在管道中实施定期清洗，可以减少管道中的沉积和堵塞，并提高管道的稳定性。
融化不需要过热,凝固需要过冷
熔化时表面能之间的关系
为什么金属结晶时一定要有过冷度（存在过冷现象）？
热力学第二定律表明，在等温等压的条件下，物质系统是自发地从自由能高 的状态向自由能较低的状态转变。
相的自由能随温度的升高而降低 dG=-SdT+VdP 结晶为等压过程，即dP=0
G G
G
dG SdT
dG S dT
G
液、固态金属的自由能-温度曲线 液态金属和固态金属的自由能-温度关系曲线中，两条曲线交点所对 应的温度T0即为理论结晶温度或熔点。液态金属要结晶，温度必须低 于T0，也就是说要有一定的过冷度。
有一定的过冷度
两相的自由能之差ΔG成为结晶的驱动 力
G G
G
结晶时建立晶体界面消耗能量A
G
结晶过程的热力学条件ΔG ＞ A 即过冷度要 足够大
液、固态金属的自由能-温度曲线
过冷度ΔT 越大，结晶的驱动力也越大。 问题：
固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？
• 固态金属熔化时不一定出现过热。 • 如熔化时，液相若与汽相接触，当有少量液体金属在固相表面形成 时，就会很快复盖在整个表面(因为液体金属总是润湿同一种固体金 属)， • 由表面张力平衡可知， ，而实验指 出 ，说明在熔化时，自由能的变化Δγ (表 面)<0，即不存在表面能障碍，也就不必过热。 • 实际金属多属于这种情况。如果固体金属熔化时液相不与汽相接触， 则有可能使固体金属过热，然而，这在实际上是难以做到的。
凝结水过冷度产生的原因及消除对策
4.1 对机组运行经济性的影响
图 3 凝结水过冷度的热单位表示示意图
凝汽器过冷度会增加冷源损失，引起作功能力的损失，降低系统的热经济性。借助于等
效热降方法[4]，可对过冷度所引起的作功能力损失进行定量分析，见图 3。
显然，由于过冷度∆τn，的出现，使N.o l加热器的耗热量增加αm∆τn，抽汽量也相应地增 加。依据等效热降原理，新蒸汽的助设备，是汽轮机组（汽轮机装置）的重要组成部分， 它的工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。而凝汽器运行状态的优劣集 中表现在如下三个方面：是否保持在最佳真空、凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质 是否合格。其中凝结水的过冷度越大，说明被冷却水额外带走的热量越多，而这部分热损失 要靠锅炉多燃烧燃料来弥补，从而导致系统热经济性的降低。而且过冷度越大，凝结水中的 含氧量也越多，从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。因此需从各个方面对凝汽水过冷度 加以重视并采取措施使其最小，以此来提高机组运行的经济性和安全性。
图 1 在冷却水入口温度不同时，凝结水过冷度与凝汽器真空的实验特性关系
3.6 蒸汽负荷的影响
凝汽器蒸汽负荷的大小对凝结水过冷度也有一定的影响。根据前苏联 ВТИ 的试验结果，
对于汽流向心式凝汽器，随着蒸汽负荷的提高，过冷度增大；而对于汽流向侧式凝汽器，蒸
汽负荷升高时，过冷度减小。对于旧式非回热式凝汽器，蒸汽负荷减小时，不可避免地会引
5.1 设计中所采取的对策
（1）在冷却水管束设计中改进管束的布置，在管束结构中适当留有足够宽的蒸汽通道， 这除了可以保证汽流均匀进入管束各区域外，还可保证部分排汽可直接通至凝汽器底部，以 加热凝结水，减少凝结水过冷度；同时应使抽气口位置离开凝结水远一些，以减少凝结水过 冷度；
向凝固织构的研究及其机理的探讨
摘要织构在传统的基础上，经过多年的发展已成为一门新兴发展的科学而受到了人们广泛的关注。
广义的说，某种具有择优取向的结构称为织构。
其特点之一是晶粒的微观取向可以在宏观某方向上得到表现，故显示了微观取向和宏观某方向的统一，可以体现出各种宏观性能的各向异性。
大多数的金属材料都存在这种现象，这就使得织构的研究加倍重要。
大量的实验和理论的创新丰富了这门科学的内容，并进一步推动了与之相关联的其他学科的发展，从而使这门学科所涵盖的知识面更加广博，因此随着织构这一科学的不断完善发展，也就出现了不同的分支。
定向凝固织构就是其中的一种很具代表意义的分支。
它主要是通过定向凝固的手段，使金属或合金生长出某一特定织构，从而满足性能在某个方向的择优的要求。
国内外许多研究人员已经做了许多相关实验，通过改变实验条件而改变织构的方向，并且发现了不同结构的金属或合金能产生的不同织构。
但是，到底是什么因素影响织构的生长呢？织构生长的机理是什么呢？在这方面至今还没什么进展，因而机理的提出对于定向凝固织构方面的工作就显得尤为重要。
本人在硕士阶段通过对面心立方，体心立方，密排六方和菱方结构四种具有不同结构和对称性的织构的研究，并做出了面心立方，密排六方和菱方结构的金属或合金的定向凝固样品，对他们进行了极图，反极图和ODF 定量分析，得出了它们的织构，然后从结晶学的角度考虑晶体生长习性，提出了不同晶体结构的定向凝固织构的生长机理。
这一机理可以很好解释并预测单一温度场条件下的各种结构的定向凝固织构。
虽然这一机理还不够完善，但是，相信在以后的研究中，如果考虑到更多的影响因素，有更多的不同条件下的实验数据的支持，一定可以提出更加完善的机理。
关键词：定向凝固织构极图反极图ODF提要第一节 织构的发展背景自从1937年戈斯发现硅钢片中导磁性能的各向异性以来，织构就被作为一门学科被广大科研工作者进行研究。
大量的研究情况表明织构在金属材料与合金中的存在具有普遍性。
凝结水过冷度增大的原因
凝结水过冷度增大的原因一、1.1 凝结水过冷度的概念凝结水过冷度，顾名思义，就是指在某种工况下，凝结水的温度低于其饱和温度时所具有的过冷状态。
这种状态下的凝结水，虽然不具备蒸发的能力，但却会对周围环境产生一定的影响。
凝结水过冷度增大，意味着在这种工况下，凝结水的温度降低得更厉害，从而对系统产生更大的影响。
那么，凝结水过冷度增大的原因究竟是什么呢？接下来，我们就从几个方面来探讨这个问题。
二、2.1 外界条件的影响我们要分析的是外界条件对凝结水过冷度的影响。
外界条件主要包括：(1)大气压力；(2)气温；(3)湿度；(4)风速等。
这些条件的变化，都会对凝结水的过冷度产生影响。
例如，当大气压力降低时，空气中的水分子数量减少，凝结水的过冷度就会增大；反之，当大气压力增加时，凝结水的过冷度就会减小。
三、3.1 设备结构的影响我们要分析的是设备结构对凝结水过冷度的影响。
设备结构主要包括：(1)管道；(2)泵；(3)换热器等。
这些设备的形状、材料以及内部流道的设计，都会对凝结水的传热和流动产生影响，从而改变凝结水的过冷度。
例如，当管道的直径变大时，流体的流速就会减小，凝结水的过冷度就会增大；反之，当管道的直径变小时，流体的流速就会增加，凝结水的过冷度就会减小。
四、3.2 工艺流程的影响我们要分析的是工艺流程对凝结水过冷度的影响。
工艺流程主要包括：(1)冷却水的循环；(2)蒸汽的排放；(3)热交换等。
这些工艺流程的设计，都会对凝结水的热量传递和物理性质产生影响，从而改变凝结水的过冷度。
例如，当冷却水的循环次数增加时，凝结水与冷却水之间的热量传递就会增强，凝结水的过冷度就会增大；反之，当冷却水的循环次数减少时，凝结水与冷却水之间的热量传递就会减弱，凝结水的过冷度就会减小。
五、4.1 结论通过以上分析，我们可以得出一个结论：凝结水过冷度增大的原因主要有三个方面：一是外界条件的影响；二是设备结构的影响；三是工艺流程的影响。
过冷度与温度梯度和凝固速度的关系
过冷度与温度梯度和凝固速度的关系1. 引言1.1 介绍过冷度、温度梯度和凝固速度过冷度、温度梯度和凝固速度是材料凝固过程中重要的参数，它们之间存在着密切的关系。
过冷度指的是凝固温度低于材料的熔点时所达到的温度差，温度梯度则是在材料凝固过程中不同位置之间的温度差异。
凝固速度则是指材料从液态向固态转变的速度。
在凝固过程中，过冷度对凝固速度的影响是非常显著的。
通常情况下，过冷度越大，凝固速度越快。
这是因为过冷度越大，原子或分子在液态中具有更高的活动性，更容易形成固态结构。
高过冷度可以促进凝固速度的加快。
温度梯度对凝固速度也有重要影响。
较大的温度梯度会导致较大的凝固速度，因为温度梯度越大，凝固界面附近的物质传输速度会加快，从而加快凝固速度。
过冷度和温度梯度的综合影响也需要考虑。
在实际应用中，通过合理控制过冷度和温度梯度，可以有效控制凝固速度，从而实现对材料微观结构的精确控制。
通过实验数据分析，可以更深入地了解过冷度、温度梯度和凝固速度之间的关系，为材料凝固过程的优化提供依据。
2. 正文2.1 过冷度对凝固速度的影响1. 过冷度是指溶液在不结晶的情况下降低到其饱和温度以下的温度。
当溶液过冷时，其内部结构会变得更加有序，使得结晶过程更加容易发生。
由于过冷度增大，溶质分子在溶液中的活动性降低，凝固核形成所需的自由能也相应增加，从而凝固速度相对减小。
2. 过冷度还会影响凝固核的形成和生长。
随着过冷度的增大，凝固核的数量会减少，但其尺寸却会增大。
这可能导致凝固速度的非线性变化，同时也会影响晶体的形态和质量。
3. 在实际生产中，通过控制过冷度可以调节凝固速度，从而影响晶体的成长速率和形态。
通过合理调控过冷度的大小，可以实现对晶体质量和结构的精确控制，提高产品的质量和产量。
过冷度对凝固速度有着重要的影响，其大小和变化趋势会直接影响到结晶过程的进行，对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
通过深入研究过冷度和凝固速度之间的关系，可以更好地指导实际生产中的控制操作，实现更高效的晶体生长过程。
凝汽器过冷度太大凝结水溶氧不合格
凝汽器是一种用来将蒸汽冷凝成水的装置，广泛应用于化工、电力、制药等领域。
在其运行过程中，凝汽器过冷度太大会导致凝结水溶氧不合格的问题，从而影响到系统的正常运行和产品质量。
接下来我们将从以下几个方面对凝汽器过冷度太大和凝结水溶氧不合格的问题进行分析和解决。
一、凝汽器过冷度太大的原因1. 设计不合理：凝汽器的设计不合理，导致了过大的过冷度，如进出口管道的设计不合理、传热面积不足等。
2. 运行参数不当：包括蒸汽流量过大或过小、冷却水温度不稳定等因素都可能导致凝汽器过冷度太大。
3. 设备老化：凝汽器长时间使用导致的设备老化也会导致过冷度增大的问题。
二、凝结水溶氧不合格的影响1. 腐蚀：凝结水中氧气含量过高会加剧系统设备的腐蚀速度，降低设备的使用寿命。
2. 氧化：凝结水中的氧气会与介质中的有机物发生氧化反应，导致产品质量下降。
3. 安全隐患：过高的溶解氧会增加系统内的氧含量，增加系统燃烧的危险性，存在安全隐患。
三、解决措施1. 优化设计：针对凝汽器设计不合理的问题，可以通过增加传热面积、改善进出口布局等措施来降低过冷度。
2. 调整运行参数：合理控制蒸汽流量，稳定冷却水温度，确保凝汽器在正常运行参数内。
3. 设备维护：定期对凝汽器进行清洗、换热管更换等维护工作，延长设备使用寿命。
四、总结凝汽器过冷度太大和凝结水溶氧不合格是凝汽器运行过程中常见的问题，需要引起重视和及时解决。
只有通过科学合理的设计、合理的运行参数和设备定期维护，才能确保凝汽器的正常运行和生产系统的稳定性和产品质量。
结尾：以上就是凝汽器过冷度太大和凝结水溶氧不合格问题的分析和解决措施，希望对大家有所帮助。
在工程实践中，我们应该时刻关注设备运行情况，及时发现问题并加以解决，确保设备的稳定运行和产品质量。
扩展内容1500字五、氧气溶解不合格对环境和健康的影响凝结水中的氧气过量溶解会对环境和生态系统造成潜在的危害。
当这些含氧水流入水体时，会引起水中生物和水生植物的窒息，破坏水体的生态平衡，对水体的生物世界产生负面影响，甚至有可能引发水体富营养化等环境问题。
铝合金高压凝固的过冷度
铝合金高压凝固的过冷度
铝合金高压凝固的过冷度通常指的是在高压条件下，铝合金液体的温度低于其固相线的温度。
过冷度是指铝合金液体的温度与其熔点的差值。
对于铝合金而言，其过冷度的大小与压力有关。
一般来说，增加压力可以显著提高铝合金的过冷度。
不同铝合金具有不同的过冷度范围，通常在数十到数百摄氏度之间。
增加过冷度可以提高铝合金的凝固速度和凝固质量。
过冷度越大，凝固速度越快，但也容易引起凝固缺陷，如结晶析出、偏析等。
因此，在实际生产过程中，需要根据具体合金的特性和所期望的凝固效果选择适当的过冷度范围。
凝结水过冷度产生的原因及减小对策
凝结水过冷度产生的原因及减小对策了凝结水过冷度产生的原因及其对机组运行经济性、安全性的影响,从凝汽器的设计、改造、检修以及运行维护几个方面,提出了减小凝结水过冷度的对策,从而提高机组运行的经济性和安全性。
关键词:凝汽器;过冷度;经济性;安全性1、引言凝汽器是凝汽式汽轮机的主要辅助设备,是汽轮机组系统的重要组成部分,它工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。
而凝汽器运行状态的优劣集中表现在以下三个方面:是否保持在最佳真空、凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。
其中凝结水的过冷度越大,说明被冷却水带走损失的热量越多,而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补,从而导致整个热力系统热经济性降低。
而且过冷度越大,凝结水中的含氧量也越多,从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。
因此需从各个方面对凝汽水过冷度加以重视并采取措施使其减到最小,以此来提高机组运行的经济性和安全性。
2、凝结水过冷度的定义和表示方法2.1 定义凝结水过冷度表征了凝汽器热水井中凝结水的过度冷却程度,凝汽器热水井出口凝结水温度与凝汽器在排汽压力下对应的饱和温度之差即称为过冷度。
2.2 表示方法温度形式:Δtn=ts-tc式中:Δtn—凝结水过冷度;ts—凝汽器绝对压力下的饱和温度;tc—凝汽器热井中凝结水温度。
3、过冷度产生的原因凝汽器运行中产生凝结水过冷却现象可能是凝汽器设计中的问题,也可能是运行不当而产生的,一般主要原因有以下几个。
3.1 凝汽器内管束排列不好在旧式结构的凝汽器上,凝结水过冷度可能很大。
这些凝汽器通常均为非回热式的,凝汽器内由于冷却水管束布置过密和排列不当,使汽气混合物在通往凝汽器的管束中心和下部时存在很大的汽阻,引起凝汽器内部绝对压力从凝汽器入口到抽气口逐渐降低,使得凝汽器大部分区域的蒸汽实际凝结温度要低于凝汽器入口处的饱和温度,形成了过冷度。
这同时造成了蒸汽负荷大部分集中在上部冷却管束处,蒸汽所凝结的水通过密集的管束,又在冷却水管外侧形成一层水膜,又起到再冷却凝结水的作用,加之排汽不能回热热水井中凝结水,进一步加剧了凝结水的过冷却。
凝结水过冷度的危害,原因及控制措施共19页文档
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
凝结水过冷度的危害,原因及控制措施
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
汽轮机组凝结水过冷的原因及其消除措施 王三全
汽轮机组凝结水过冷的原因及其消除措施王三全凝汽器是凝汽式汽轮机的主要辅助设备，是汽轮机组的重要组成部分，它的工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。
而凝汽器运行状态的优劣集中表现在以下3个方面:是否保持在最佳真空，凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。
凝结水的过冷度越大，说明被冷却水额外带走的热量越多，而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补，从而导致系统热经济性的降低。
而且过冷度越大，凝结水中，从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。
因此需从各个方面对凝结水过冷度给以重视，并采取措施使其最小，以此来提高机组运行的经济性和安全性。
第一、凝汽器过冷度表征凝汽器热水井中凝结水的过冷却程度。
凝结水过冷度是凝汽器热水井出口凝结水温度与凝汽器在排汽压力下对应的饱和温度之差，它表示了凝汽器热水井中凝结水的过度冷却程度，即称为过冷度。
凝汽器运行状态的优劣集中表现在以下三个方面:是否保持在最佳真空、凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。
其中凝结水过冷度表征了凝汽器热井中凝结水的过冷却程度，凝汽器热井出口的凝结水温度与凝汽器在排汽压力下对应的饱和温度之差即称为过冷度。
凝结水的过冷度越大，说明被冷却水额外带走的热量越多，而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补，从而导致系统热经济性的降低。
而且过冷度越大，凝结水中的含氧量也越多，从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。
因此需从各个方面对凝汽水过冷度加以重视并采取措施使其最小，以此来提高机组运行的性能。
第二、由于凝结水的过冷却，使传给冷却水的热量增加，冷源损失增大，导致系统热经济性下降。
凝结水过冷度的存在会威胁机组运行的安全性和可靠性。
凝结水温度过低，即凝结水水面上的蒸汽分压力的降低，气体分压力的增高，使得溶解于水中的气体含量增加，因为溶于凝结水的气体量和热井水面上气体的分压力成正比。
因此若凝结水出现过冷度，则其含氧量增加，这将导致凝汽器内换热管、低加及相关管道阀门腐蚀加剧，以致降低设备的使用寿命，不利于机组的安全运行。
关于凝固过冷度若干问题的探讨
关于凝固过冷度若干问题的探讨解明国1陈其善2（1.合力公司合肥铸锻厂、2.合肥工业大学）1.问题的由来过冷是贯穿凝固过程始终的一个非常重要的物理现象，它对铸件凝固组织的形成和状态特征具有重要的影响。
在凝固过程的各个环节特别是在晶体生长阶段，凝固过冷度的表现形式多样且又受着各方面因素的制约，因而这种影响也就表现出高度的复杂性，进而干扰着我们对问题的分析和判断。
先看一个简单的例子。
表1和表2是从可靠资料【1】上摘抄下来，并为人们广为认可的两表1. 在不同的孕育状态下凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响 孕育剂 (CaSi) w/％0 0.05 0.1 0.2共晶凝固过冷度 / ℃ 24 15 4 2共晶团数 / 个·cm255 108 160 215表2. 在不同的冷却速度下凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响 冷却速度 / ℃·min-1 60 120 200 375共晶凝固过冷度 / ℃ 12 14 18 22共晶团数 / 个·cm257 75 94 113组数据。
它们分别描述了在不同的孕育状态和不同的冷却速度下，共晶凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响：前者的共晶团数随凝固过冷度的增加而减少；后者的共晶团数则随凝固过冷度的增加而增加。
我们要问：为什么在这里凝固过冷度的大小与灰铸铁共晶团数之间存在着如此绝然相反的关系？我们应当如何去分析和认识这种现象？其实，类似的情况不仅存在于灰铸铁的共晶凝固过程之中，也不仅表现在凝固过冷度与凝固生核率之间的关系方面（灰铸铁共晶团数主要取决于共晶凝固生核率）。
它普遍存在于各种合金包括生核与生长在内的整个凝固过程之中，进而对晶粒的大小、数量、固/液界面特征、晶粒形态以及枝晶间距等一系列凝固参数产生复杂的影响。
因此只有从凝固过程的本质上对其进行深入地分析和探讨，才能对类似于上述问题中出现的复杂现象作出正确的解释和判断。
凝固是一个伴随着系统散热冷却而进行的液→固相变过程。
过冷度_精品文档
过冷度概述：过冷度（Supercooling）是指液体在冷却过程中温度降低到低于其冰点，而仍保持液态状态的现象。
在这种状态下，液体表面不结冰，尽管其温度已经低于结冰点。
过冷度不仅在物理学中具有重要意义，还在生活中起到关键作用。
本文将探讨过冷度的原理、影响因素以及其在不同领域的应用。
一、原理过冷度实际上是液体的热力学特性的结果，具体而言是由于液体中的分子运动速度减小，无法达到结冰的条件。
当液体冷却至接近冰点时，分子的运动逐渐减缓。
在液体表面，分子靠近表面的力较弱，容易失去能量而凝结成固体。
然而，在过冷度状态下，液体表面上的凝结点并没有形成足够的纳米颗粒，没有结冰的催化点。
因此，过冷度液体可以在低于其冰点的温度下保持液态状态。
二、影响因素1.初始温度：液体的初始温度对过冷度的程度有直接影响。
温度越低，液体中分子的运动速度越慢，形成过冷度的可能性越大。
2.压力：压力变化会影响过冷度的稳定性。
较高的压力有助于维持液体的稳定状态，减少液体变为固体的可能性。
3.杂质：添加少量的杂质会影响液体的结晶速度。
例如，加入某些溶质可以减缓或加速液体的结晶速度，从而影响过冷度的程度。
三、应用领域1.食品行业：过冷度在食品冷冻和冷藏中起到重要作用。
通过过冷度技术，可以在冷冻过程中减少冰晶对食品结构和质量的破坏。
在冷藏食品的过程中，通过控制温度和压力，可以延长食品的保质期和品质。
2.材料科学：过冷度还在材料科学中有广泛应用。
一些材料的制备过程需要高度纯净的物质，而过冷度可以提供无杂质的凝固条件，从而制备出高质量的材料。
3.气象学：过冷度对大气中的云和降水形成起着重要作用。
在云中，过冷度液滴可以保持液态状态，直到遇到适当的冰核才能凝结成冰晶，最终形成降水。
四、控制与应对在某些情况下，过冷度可能会产生意外的效应，例如在飞机上形成过冷度液滴可能对飞机表面造成破坏。
因此，控制过冷度是非常重要的。
一种方法是通过添加冰核剂来加速液体的结晶过程，从而避免过冷度。
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关于凝固过冷度若干问题的探讨解明国1陈其善2（1.合力公司合肥铸锻厂、2.合肥工业大学）1.问题的由来过冷是贯穿凝固过程始终的一个非常重要的物理现象，它对铸件凝固组织的形成和状态特征具有重要的影响。
在凝固过程的各个环节特别是在晶体生长阶段，凝固过冷度的表现形式多样且又受着各方面因素的制约，因而这种影响也就表现出高度的复杂性，进而干扰着我们对问题的分析和判断。
先看一个简单的例子。
表1和表2是从可靠资料【1】上摘抄下来，并为人们广为认可的两表1. 在不同的孕育状态下凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响 孕育剂 (CaSi) w/％0 0.05 0.1 0.2共晶凝固过冷度 / ℃ 24 15 4 2共晶团数 / 个·cm255 108 160 215表2. 在不同的冷却速度下凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响 冷却速度 / ℃·min-1 60 120 200 375共晶凝固过冷度 / ℃ 12 14 18 22共晶团数 / 个·cm257 75 94 113组数据。
它们分别描述了在不同的孕育状态和不同的冷却速度下，共晶凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响：前者的共晶团数随凝固过冷度的增加而减少；后者的共晶团数则随凝固过冷度的增加而增加。
我们要问：为什么在这里凝固过冷度的大小与灰铸铁共晶团数之间存在着如此绝然相反的关系？我们应当如何去分析和认识这种现象？其实，类似的情况不仅存在于灰铸铁的共晶凝固过程之中，也不仅表现在凝固过冷度与凝固生核率之间的关系方面（灰铸铁共晶团数主要取决于共晶凝固生核率）。
它普遍存在于各种合金包括生核与生长在内的整个凝固过程之中，进而对晶粒的大小、数量、固/液界面特征、晶粒形态以及枝晶间距等一系列凝固参数产生复杂的影响。
因此只有从凝固过程的本质上对其进行深入地分析和探讨，才能对类似于上述问题中出现的复杂现象作出正确的解释和判断。
凝固是一个伴随着系统散热冷却而进行的液→固相变过程。
系统的散热冷却改变着液、固两相的体积自由能（图1），影响着液、固两相的热力学相对稳定性。
当系统散热冷却到某一温度而使固相具有比液相更低的自由能，从而获得更好的热力学稳定性时，则会导致液→固相变的产生。
在这里，相变驱动力为固、液两相体积自由能之差ΔG V（=G S-G L），凝固产生的必12要条件则是ΔG V ﹤0。
如果假设熔点附近液、固两相的热焓与熵值随温度的变化可忽略不计的话，则不难证明：ΔG V =-L (T M -T)/ T M =-L ·ΔT/T M （1）式中L 为凝固潜热，T M 为液/固两相的平衡温度（即纯物质的熔点T m 或合金的液相线温度T L ），T 为产生凝固的实际温度。
对于给定的液体，L 、T M 均为定值，故产生凝固的必要条件则转化为：T M -T>0。
也就是说，只有当液体的实际温度T 低于平衡温度T M 时，凝固才可能发生。
我们把这个产生凝固所必须的温度差值ΔT= T M -T 称为凝固过冷度。
从热力学观点看，凝固过冷度是提供相变驱动力并产生凝固的必要前提。
当ΔT ≤0,即 T ≥T M 时，则ΔG V ≥0，相变驱动力不复存在。
因此，没有凝固过冷度就不可能有凝固的发生。
3. 凝固过程中几种不同的过冷度概念的理论剖析从凝固机制看，凝固是一个原子迁移、重组的过程。
由图2可见，原子从介稳定的液相过渡到稳定的固相结构的过程中，必然要经过高自由能的中间态。
这个高自由能的中间态就是固/液两相的界面，它构成了液→固相变过程中的阻力。
凝固过冷度的存在是产生凝固的必要条件，但为实现凝固到底需要多大的过冷度则与凝固过程中所需克服的相变阻力的大小密切相关。
事实上，从产生固/液两相界面的生核过程开始，到各种类型固/液界面在液相内生长的整个凝固过程中，不同物质在不同凝固阶段的不同情况下，所需克服的相变阻力是各不相同的。
与此同时，构成凝固过冷度 ΔT 的T M 和T 这两个温度也受着多种因素的影响，因而在凝固过程的理论研究中就形成了各种名目繁多、性质不同的过冷以及相应的过冷度概念：（1）热力学过冷 (Thermodynamic Supercooling)与热力学过冷度ΔT Td 。
均质生核是一种固相及固/液两相界面从无到有的突变。
产生均质生核的所必须的过冷度是由均质生核临界晶核的大小以及液相起伏中游动原子集团的大小这两个因素与冷却温度之间的关系共同确定的，这种关系仅取决于系统的热力学参数而与过程无关。
故这种过冷被称之为热力学过冷，均质生核过冷度又被称之为热力学过冷度。
由于均质生核的瞬间突变特性所造成的相变阻力极大，而为克服相变阻力所需的驱动力要由系统热力学起伏来提供，因此热力学过冷度ΔT Td 一般都具有较大的数值。
热力学过冷理论在深过冷凝固技术研究中具有重要的意义；（2）动力学过冷(Kinetic Supercooling )与动力学过冷度ΔT K 。
晶体生长是一个液相原子越过界面向固相沉积重组的动力学过程。
相变阻力取决于固/液界面的结构、界面固相一侧的晶面指数、界面处晶体缺陷的形式和数量以及具体的沉积机制，由于驱使晶体生长所必须的过冷度ΔT K 与具体的动力学过程有关，所以这一类过冷被称为动力学过冷，ΔT K 即为动力学过冷度。
晶体生长是一个渐变过程，相变阻力较小。
尽管不同晶体及晶面在不同的生长机制下所需的临界动力学过冷度ΔT K ’大小相差悬殊，但与生核过程相比，其数值不仅比均质生核的热力学过冷度小几个数量级，而且也比一般的非均质生核过冷度小得多。
ΔT K 的大小决定着晶体界面生长速度R ，但在不同沉积机制下，R 与ΔT K 间的关系则各不相同。
动力学过冷度ΔT K 对固/液界面的亚微观结构形态具有重要的影响。
在凝固过程中，生核发生在大量纳米数量级的空间尺度范围内，晶体构成的绝大部分需要通过生长过程来完成。
故图2：凝固过程中的原子迁移及 其自由能的变化【4】动力学过冷在凝固过程研究中具有举足轻重的作用。
非均质生核是在外来固相质点表面上生核的过程。
其形成机制兼具均质生核中液相游动原子集团起伏重组和晶体生长中液相原子在界面上沉积重组的特性。
相变阻力同时取决于系统的热力学参数和外来固相质点的表面特性。
故非均质生核过冷度ΔT非的大小介于热力学过冷度和动力学过冷度之间，且随外来固相质点表面特性的不同而有较大的变化；（3）曲率过冷（Curvature Supercooling）与曲率过冷度ΔT r。
在第2节讨论中，T M被定义为液/固两相的平衡温度，实际上指的是液、固两相在平直的液/固界面两侧达到平衡时的温度。
如果液/固界面是曲面，则会由于界面张力效应造成的附加压力而破坏原有的平衡。
这时界面只有通过T M→T r的温度改变来获得一个新的过冷度ΔT r=T M-T r，并以其体积自由能的降低为驱动力去抵消这种效应才能恢复平衡。
这种现象称为曲率过冷，ΔT r则被称之为曲率过冷度。
通过界面平衡的简单运算可得：ΔT r=Γ（）（2）式中Γ为Gibbs-Thomsom系数，即形成单位面积界面所需的能量，r1、r2为曲面的主曲率半径，曲面凸向液体时取正值。
由此可见，当固相具有正曲率时，曲面会使界面平衡温度（纯物质的熔点或合金的液相线温度）降低；反之则使界面平衡温度升高。
曲率愈大（曲率半径绝对值愈小）则效应愈大。
大多数金属之Γ值的数量级为10-7K·m，对于r1=r2=10μm 的球状曲面，其ΔT r≈10-2K，而凝固过程中金属晶体粗糙界面生长的动力学过冷度ΔT K则在10-2-10-4之间。
因此只有当曲率半径绝对值小于10μm时，也就是在生核、液/固界面扰动、枝晶生长和共晶两相生长过程中，曲率过冷才会对界面形态产生重要的影响；（4）压力过冷（Preasure Supercooling）与压力过冷度ΔT p。
在凝固过程中，液/固两相的平衡温度T M除了会受到界面曲率的影响之外，还会受到系统压力的影响。
一般情况下，T M指的是常压（即 1 atm）下纯物质的熔点或合金的液相线温度。
根据物理化学中的Clausius-Clapeyron方程式，当系统的压力由1 atm变化到P atm时，液/固两相的平衡温度则会由T M变化到T p。
令ΔP=P-1、ΔT p=T p-T M，则有：ΔT p=ΔP·T M(V L-V S)/L （3）式中，V L和V S分别为凝固前后液、固两相的体积，L为凝固潜热。
大多数物质凝固时体积减小，故系统压力升高会导致熔点或液相线温度上升；系统压力降低会导致熔点或液相线温度下降。
少数物质，如Bi、Sb、Ga等则因为凝固时体积增大而呈现出相反的情况。
凝固中由于系统压力的变化而引起液/固两相的平衡温度的变化，从而影响到过冷度的改变的现象称为压力过冷，由此而形成的附加过冷度ΔT p则被称之为压力过冷度。
一般来说，由于单位压力变化所引起的附加过冷度数值较小，因此只有在诸如压力铸造中，或在凝固时对熔体进行高能量的动力学激励（如超声波激励）处理后造成熔体中众多空穴瞬间崩溃进而引起系统压力骤然升高的特殊工艺情况下，压力过冷才会对凝固过程及其组织产生显著的影响；（5）热过冷（Thermal Supercooling）与热过冷度ΔT T。
纯金属具有确定不变的熔点T m。
其凝固过程中的过冷状态和过冷度的大小完全由系统温度场中T﹤T m的温度区域所决定。
这种过冷称之为热过冷，相应的过冷度ΔT T=T m-T则被称为热过冷度。
熔体热过冷状态的总体变化决定着纯金属凝固的宏观进程，而固/液界面前方液相一侧的温度场特点则与纯金属晶体的生长方式密切相关：界面前方的正温度梯度消除了该熔体区域的热过冷，导致了平面生长的柱状晶的形成；界面前方的负温度梯度所产生的热过冷区则使该晶体生长成树枝晶。
3热过冷，但这两种过冷属于不同的概念范畴，不可混为一谈；（6）成分过冷（Constitutional Supercooling）与成分过冷度ΔT C。
合金凝固过程中的溶质再分配使得固/液界面液相一侧及其前方的熔体形成了一个溶质扩散场，同时也相应地改变了其液相线温度T L。
如果以界面为原点、以其指向液相的法线为坐标x’，则在界面液相一侧及其前方的熔体中，液相线温度T L和由温度场所确定的熔体的实际温度T均为x’的函数（图4）。
当界面液相一侧的温度梯度G L” (=dT/d x’]x=0)小于液相线温度T L在界面处的斜率G L’(=dT L/ d x)时，则在界面前方液相中形成了一个过冷区。
这种由溶质再分配导致界面前方熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷称为成分过冷，ΔT C=T L-T则为成分过冷度。
成分过冷度也是x’的函数，其大小与分布特征决定了合金晶体由平面生长柱状晶→胞状生长柱状晶→柱状枝晶→等轴枝晶的发展与变化，对各种合金一次结晶组织的形成特点具有重要的影响。