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简答题何谓热应力？汽缸和转子产生热应力的原因有哪些？影响热应力大小的因素有哪些？热应力过大有何危害？在运行中如何控制热应力的大小？热应力会不会等于零？
  • 因热量传递，在零件和零件之间，或零件内部形成温差，使其膨胀或收缩受阻，被强行拉伸或压缩而产生的应力称为热应力。
    汽缸和转子产生热应力的原因是其内部存在温差。在启动、停机和负荷变化时，各级蒸汽温度发生变化，蒸汽与汽缸和转子金属表面产生热量交换。热量在零件内部传递，其金属温度沿半经方向和轴向都有变化，在零件内部出现温差。温度高的部分膨胀受阻，被压缩而出现的热应力为压应力；低温部分被高温部分膨胀所拉伸，出现的热应力为拉应力。
    影响热应力大小的因素有零件表面与介质之间的换热强度和零件的结构。在零件结构和材料已经确定的条件下，蒸汽温度的变化率愈大，零件表面与介质之间的换热量愈大，零件内部温差也愈大，热应力也愈大。蒸汽温度的变化取决于主蒸汽和再热蒸汽温度的变化率，以及升速率和升负荷率。在相同的换热强度下，零件在传热方向的尺寸愈大，传热温差愈大，热应力也愈大。在零件形状突变的部位，存在应力集中现象，热应力较大。
    热应力过大，可能使合成应力大于许用应力。另外，热应力为交变应力，其值过大，使材料的疲劳损伤加大，使用寿命缩短，提前出现裂纹。
    在运行中，控制主蒸汽和再热蒸汽温度的变化率，以及升速率和升负荷率，可以控制热应力的大小。在运行中，由于存在散热损失，汽缸和转子内部总存在温差，除个别部位外，热应力不会为零。只有在长期备用、零件温度等于室温，内部温差为零时，其热应力才都等于零。

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