Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М., страница 6

В го же время здя многих поверхно. го стеб, ветре гзюпгихся в аиро. кой инженерной практике,'пои- З тактнос сопротивление микроскопических областей контакта З имеег второстепенное зязчепне. "ь дл~ иияая ярпдпл Прииедениое иа рис. 1-13 сравнсяне теоретическг~х и экспериментальных Лзиных для латуни в относитпчьных кооч 1 г)д/а;в лмиатах ЬЯьй =))а) Уначы- о гз)1 ыхг го вает на их хорошую сходи. мость, что позволасг автойам Рис. 1-13.

ТеоРеги геенне н эксперекомеидовать для широкого риментальные данные лдя латуни польааваяия предложенные ра' )сплав Анаконда 271). че.ные зависимости. Кроме то-, ие х — двя к ского сопротивления контакта от величины обшей эквивалеит- и иой неплоскостности и коэф. фипиента упругого соответствия й при мачых зн ачениях этого каэффнпяента. В работе [Л. 30) больягос внимание было уделено выявлению влияния окнсяых пленок на поверхностях контакта ня гго термическое сопротивление. Уставив дено, что пленочное сопротивление может иметь большое значение аля снгшна окисяеиных поверхностей и играть второстепенную роль для свсжеобработаиных поверхноглсй. Неснотря н* ноничпу зостаяозкн н решения задачи контактного теи гаобмена зрн паличгги макрооткдоноаий на соарикасающихси повгрхностяч, загары работы [Л, 30) лают в мелом лишь некоторые ка ~ест»снные характеристики этого ароцесса. Помимо этого, невозможна провести какое-либэ сопоставление предлагаемой четолики с резульгатамн экспериментов других исследователей, так кзк зачастую пст зозможпощя осуществить выбор обшей эквивалентной нсплоскогтпости поворхпостей, полобной данным работы [л.30).

В плане некоторых уто ~исиий результамш работм [Л. 30) было проявлено исследование Лжопга [Л. 33). Нз основе рассматрнвас- з!ой в заяпой работе схемы теплового ьон:ак~а и результатон экс- зсримситоз термическое сопротивление з вакууме определяется кз выражения нида 2изймлат) ' (1-14) где й — геометрический коэффидиент преобразования, показывающий, !та член лх,равняется эффективному ш!слу контактных пятен. В отличие от авторов работы (Л.

30] автор (Л. 33] ие считает й разным едннипс. С почощыо элсктроли.нчгской ванны па упрощенной мозоли находится ана!ение коэффициента й. равное в среднем 0,47. Для моделирпвання геометрии контакта применялась полуннлнндрнческая трубка из люсата. а н качестве электролита нсзользовалясь дистнллмрозаниая вода.

Электролами служили две травленые и покрытыс графиточ лагунные .пластины. Пля моделирования поверхности контакта в центральном пазу электролитлческой ваи пя устанавливалась тонкая изоляпионная паечка толшкной 0,03 .изс Точки контакта были счантнронаны . помон!ью ряда от. зсрс.нй, равномерно прорезанных и иле~иге.

Сопротивления между двумя электродами с пленкой между ними н без нгс определялись прн помон!и универсального носта сооротив.чсння. В момент измарения через электроды пропускался переменный тгж с частотой ! кгц. Помимо ввечения выражения (1-14), н заботе [Л. 33) ставится под сомне ние утверждение автарон исследования [Л. 30) о наличии на контактных поверхностях лишь одной мякросхопической области качтакта.

Путем подстановки в выражение (1-!4) вместо аз и грз соответственно и, н б~ можно вести рагчет термвчсскогп сопротивления 77 контактных чар с несколькими макроконтактами. Возросам опыжюго и расчетного озрезелсннй термического сопротивления контакта в вакууме между металлнчгсивмн поверхностями с различной степенью шезоховатости посвящено исследование Кзгяпгра и Жуковой (71.

34]. Лвторы предпринимают попытку патучнть расчетную формулу, учвтываюнгую влияние качества фактичесиой поверхности контакта. За основу принимается копусо. илальпая модель .неровностей пгерохаватых поверхностей. Приняты слсчуюшие допущения: !) высота микронерояпастей з поперечном и продольном направлениях одинакова; 2) диаметр пятен касания одинаков.

Путем элементарных рассуждений и применения основных положении из теории механического контакта пояерхпостей твердых тел (Л. 12] и !сорин контзкшюго теплоабчснз [Л. 11) авторами работы [Л. 34] золучепы следующие выражеикя для расчета удельного гсрмическога сопротивления металли ческого контакта: для поверхностей с чистотой обработки 5 — 8-го класса )2„= 1.18 ~7 — ~ — ') для нонерхностсй с чистотпй обработки выше 8-го класса , )г!ь )ти = 0,40 й зуз (1-!0) а т! где Ь вЂ” продольный шзг микронеровностей; 1 — поперечный !паг их. Вывезеииыс формулы (1-13) и (1-161 справеллины по утзерждслию авторов для случая контакта между двумя поверхностнми 28 с одинаковой шероховатостью н идентичнык материалов Они нс учитывают влнш>ня выпуклости, яеплоскогтности к нзог.гутосю> контактнруницнх поверхностей тсд.

Предложенные ряг. >сты зависимости выведены на основании ряда дону>цепяй, справедливость применения которых нодвср>алась проверке опытным путем цн специально око ютрунроззппой установке (рнс. 1-14). Конструкция установки позволяла прозодкть зкгпсримопты в условиях глубокого вакуума (0,01 — 0,02 н)м*) н вязких температур )Т = 145 †: 20)1' К). В кзчсстзс аоразцов применялись цилиндрические блоки каме>рок 14 — 20 мм, выполненные длн одной серии опытов кз мополитпога металла, а для другой— Рнс 1-14. Схема устаноякн длн определения термкческогп сопра- тнвлсзня контакта.

! — ссаепугмые образцы; у — экранное колено; 3 — охоаанвя кзнеуа с жндкны кисаэоолон; а — кыкук а — труба ваа откачан воздука; а рычаг с груза»; 7 — трубки двк зеаиванкя згвдкосгн; а — унвотвенве дзя эыаозз ген»опар; У вЂ” >зуба дзя оеведачн нагрузке. нз стонкн тонких чета.>лическнх пластин. Длн образцов нсдольювались алюминий, нержавеющая сталь 1Х)ВН9Т, титан ВТ1-1, сталь 20 н сталь ХВ1ГТЛП5. Чистота обработкн коптахтиру>ощнх поясрхносгей .тежала в пределах 5 — 11-го классов. Макснь>альнан нагрузка па образны составляла 5 000 н.

Опытная установка, являясь обыччой установкой стержневого типа, имела в то жс время ряд конструктивно новых жтементов, зозволявшнх вес>н нсследонання прн ннзкнх температурах. Контактное соцротнвдсннс стопки п.частик нлн монолитной пары абрах>гоа 1 (рнс 1-14) измсрястгя по количеству >гспарнзп>е>осн жидкого кисчорода нз внутреннего сосуда 2 н разности температур между нагретым н холодным концами образцов с помо>пью термп. жар. В качество охранных боковых тсплонзолятпрап используется камера 8 с жалким кислородом.

Рабочая камера устанавлнвагтгн в герметичный кожух 4, который «акууннруется через трубу 5. Сжатие образцов производятся с помощью рычага б с грузамн. 29 Исследуемые образцы имели козгзчгные говсрхности с ие. плоскост(юстыо порядка 0,(Н вЂ” 0,06 кк. Термичегнпе сопротивление контакта опретелял,.гь путеч эычнгания сопротивления металла из о(одето намеренна".о сапрогивлсчия образца. Опытное определение величины термического сопрогявлеяия в вакууме позволило авторам пропегги сравнительный анализ чнгпериментальиых данцмх и данных щ т рассетов ло фотчулам (1-15) и (1-16) (рис.

1-!5). Опытные зиа. чении (( в оснозном лежат в иг. оасрсдстнечпой близости от значе. ний, полученных по расчетным формулам (да 10уз). В то жс врсия для поверхностей с шероковатостью от ч75 до '78 да~ вне опытов в среднем э раза выше расчетныт. Такое расхождение авторы объясняют надньиеч неплоскостностн дтя цельчых образцов и изогнутости тонких пластин д.ш г (0 з у и гостааных образцов Результаты работы (Л. 341 в основном дополняют объем нз. копдеииого экспериментального материала по контакт.юму теплообмеиу в вакууме.

Что же касается предложенным авторами рас- ю Рнс. 1-15. Зависимость коитактчого термического сопротивления пары нз сталей 1Х(8Н9Т— Х2(Г7ДН5 от степени шероховатости ирн р-3 Мк,'мз (а) и р —:30 Мк/мт (6). à — осьпвие дачвие; Г- дасшие, Эзссчптьииме чо гэьвневщ» (1 ж! в 0-(в(. Колнчестоо тепла, усвоенного чеиес нагретым телом, всгунающии в кочтакт с более изгретыи, определяется методом «алоримегрнрования Для определения контактного термического сопротнвлеиня калориметрнческиц способом применились образны из стали 30 четных зжччсачостсй (1-15) и 61.!6), то нх применение носит ограниченный характер, так кан аии ие учиты»ают влияние волин.

стостн макрочеровностей, а также корабления контактных поверхностей, что особенна характерно для пакета металлических листов. Несколько в другом плане ств антса задача ио определению контантпого термического сопротивлении в работе Згура и Тайна [Л. 35(. 6 данной рабате рвссчагриваются кратковрсмешыс тепловые контакты. при которых наблюдается нестацнонарный геплообмги между сопрнкасаьаогнчиси телами.

Приняв сопрвкаганициеся тела по.тубссконечными и применив известное выражение Иванцова (Л. 361 для определения количества тонна Я, воспринятого менее нагретым телом контакта за время т, авторы посла некоторых преобраэовв~гий получили следующее выражение дза онрелелсиия условного ноэффнцнента теплообмена; () У ч(( — (,) ' (1-!7! л(81!10(' и 1.'т. 3 .1и«э«гром чп и длииои оо ми с 11ооерхиошими контакта, обрабогвииыии по 3-му классу точиости.

11ос1аиовка экспериментов осуществлялась путом пареза одного образца в электрической трубчатой печи; другой образец («холодный») аы. держиаался при температуре воды в квзориметричсском сосуде. Сжатие образцов производилось с помощью испытательной машипы типа ИМЧ-30. После соприкосповепия и сжатия образцов «голод. ими» образец помешали э калоримсгр, температура воды в котором замгрялась метаствтическим термометром с точиостью до 0,001" УС 1. учегом ииерцио1*ности машииы сжатия продолжителы1ость контакта доходила до 15 — 18 сек.

1(огери тек. ла через боковые поверхиостп калориме1ркруемого образца определялись расчетным путем и составляли 1 — 1,5тэ ко.1ичества твч- ,14 В ла, воспринятого образцом. В На рис. 1-16 приводятся зависимости 7(«=)(Р) по давным результатов работы ',Л. 35) я опубликаваииой раисе риоо1ы (Л. Х31, поставлеииой дли стациоиариого теплового режима.'Сравнение кривых пока.