Холодильные установки

Физико-механические свойства льда, в частности особенно важные для холодильной льдотехники прочность, скользкость и примерзаемость льда к другим телам, в основном обусловливаются как атомно-молекулярными, в частности водородными связями, так и надмолекулярной структурой и характером деформации. Однако значение микроструктуры и дислокационных дефектов льда часто подавляется хаотичностью и дефектами его макроструктуры и примесями.
Особенностью льда является его пластичность, связанная, в частности, с перекристаллизацией и проявляющаяся, например, в медленном оседании сводов холодильников из льда. Для расчета пластической деформации (ползучести) сводов ледяных складов Войтковским разработана методика, позволяющая судить о долговременной деформативной прочности льда в данной конструкции.
При быстрой деформации, например при разработке льдобунтов взрывами, пластичность льда не успевает проявиться. Лед не следует в точности ни закону упругости, ни закону вязкости. По этой и другим причинам прочность льда, иначе говоря, предел его прочности или разрушающее напряжение является в известной мере величиной условной.
При большой нагрузке сопротивляемость льда даже в случае постоянной деформации уменьшается.
Пластическая деформация льда с присущим ей разрывом части водородных связей происходит при сдвиге, а при всестороннем сжатии в основном проявляется упругость льда. При деформациях льда часто имеет место его режеляция и релаксация.
Режеляция льда (повторное замерзание при деформации) обусловливается плавлением кристаллов льда в зоне повышенного давления, вытеснением талой воды и ее замерзанием в зоне нормального давления. При режеляции наблюдается частичная сублимация льда.
При нагрузках выше предела упругости возникает релаксация льда, связанная с дислокационным механизмом пластической деформации и представляющая собой убывание по времени силы сопротивления при постоянстве нагрузки.
Ползучесть льда отражает растущую под действием постоянной силы деформацию. При этом деформация приближенно рассматривается как вязкое течение. Необходимо, однако, иметь в виду, что лед не удовлетворяет полностью закону вязкости, так как для него зависимость между напряжением и скоростью деформаций нелинейна. Вязкость льда для установившейся стадии ползучести не является константой, так как, в частности, зависит от структуры льда и напряжения и должна рассматриваться в каждом конкретном, случае как отношение напряженности к скорости ползучести в данный момент времени.
Стадия установившейся ползучести продолжительна только при малой нагрузке, при большой нагрузке она кратковременна, так как быстро переходит в стадию резко ускоряющейся ползучести, обычно принимаемой за предел ползучести. Зависимость скорости ползучести льда от нагрузки (предел длительной ползучести) примерно квадратичная.