Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 18
Текст из файла (страница 18)
— '„". В„) д и) при последую|цнх пагружениях и «1„=.5„)5„дчя обоих слу. чаев на| ружепия. Относительное сближение определяется по «риближеиныи формулам (3-19) — (3.21) дли характерных видов мехаии |вской обраГ>отки, заменяя р иа й . Д,|я расчета контактных соединений с макроперовпэстямн могут быть испол,зованы следу|ошно уравнен|оп при начальном иагружспин (3-31) й— — 2,12 10>йм«>,т>, + -— при повторных нагруженннх х.
— = г, 12г 10 Х„;,тг, +-„— — =,— —. (3-32) р . -,' + (А,р, + л,рр)(! — гя) Порядок расчета относительной площади контакта поверхностен с макронсровпосгямн нрозоднгся апалогич. по изложенному в ч 3-2 для волнистых поверхностей. Введение величины г(ьрр|2 во втору|о составляющую обшей тепловой проводимости вызывае|ся следующими соображсггкг|ми. И работе (Л. ЯО) приводятся величины допугтимыл отклонений формы плоских по:|ерхлостей с чистотой обрабо|ки от 3-|о до 10-го классз, нз которых видно, что зкзивалептпал пеплоскостность г(рчр редко прсвышаег ве.|ичину порядка 0,3-.0,7 ммгм.
Отрезок образующей как для сферической, так н для цилиндри |еской нсплоскостности (см. рис. 2-!2) можно в первом приближении считать прггмой линией. Такое условие е нерву|о очередь приемлемо для тгатерналов с Е) !ОХ Х10'" н|мз н малых усилий сжатия р(50 ° 1О' н)мр. 3-в. теплООБмен при длительнОм стАтическом ПРИЛОЖЕНИИ НАГРУЗКИ Рассмотренное выше влияние продолжительности контакта на формирование величины площади факгического контакта и сближение показывает, что в каждом частном случае в той или иной море имеет место рост тепловой проводимости,контакта. Так как прп длительном пагружсиии изменяются лишь относительная площа|п конгактз и сближение, то, взяв за основу выражение (3-24), могк |о получить формулу для определения тепловой проводимости или термического сопротивления контакта ло истечении т ч прп.
ложспия нагрузки: —.=.2,!2 !О" — "'г'+ (ь--~+ гм.р *! (| - г'О (' — ',) (! — '«-! |3-33) !(осле подстановки значений относительной площади ка. сания трн и сближения р, получим развернутую |)юрмулу конечной тепловой проводимости (пли термического сопротннленни) контакта, сформировзвшсгося (после выдержки лод 7 — !3!О 97 нагрузкой: )ОэА й~л(" ) )~ч+ () — м" — + + (3-34) ~) — ь ~Р( + ) ~"'"Π— — мг)'~ Из уравнения (3-34) видно, что в начальный период тепловая проводимость контакта растет достаточно,интенсивно, затем рост ее постепенно снижается н стремится к постоянной величине. Наибольшей спогобностью к росту тепловой проводимости контакта обладают материалы с малым пределом текучести и, наоборот, наименьший рост проводимости тепла в зоне контакта будет наблюдаться при высоком модуле упругости материала.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИИ В ЗОНЕ КОНТАКТА ПРИ СТАЦИОНАРНОМ И НЕСТАЦИОНАРНОМ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМАХ 4-). МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ Рассмотренные в предыдущей главе зависимости для определения термического сопротивления контакта расчетным путем получены па основе ряда допущений, справедливость которых может быть проверена лишь опытным путем. Проводимые с этой целью исслсдовашгя включакн определение термического сопротивления контакта в зависимости от условий сопряжения поверхностей (величины давления н стадии его приложения, паличин мнкроперовпостсй, волннстости, макроотклопепий), рода материала (металлы и пеметаллы), составэ газа межконтактпой <роды нлн вакуума, температуры в контактной зоне, наличпя окисных пленок, времени вы- вз держки под нагрузкой, характера процеоса ири нестациоиарном тепловом режиме и искусственного изменения теилообмепа в контактной зоне.
Один из методов опытного определенна термического сопротивления контакта прн стационарном тепловозу режиме заключается н следующем, Тепловой поток с по- р Рис. 4-1, К жспериментальному опрелеленцкг термического сопротивления в аоце контакта прц стационарном тепловом рсжимс. а — см ка «оггтл«та,г ук нг лгвкрическ к образка» с термапареми йри постол«ком теп. коном потоке; б - рагпрглелеаае теллер»ажур по Лли«с образцов, т. г.
Г=)(ь1 1цифрм со. ог сготвуюг номерам термопар; Я вЂ” А — пл гкоасть контлктлЗ; Π— пр» Хлг Хмг, и нр:г лиг~Кит стоянной лля данного опыта плотностью .пропускасгсч через два контактирующих по торцам цилиндрических образца с адиабатическкмн боковыми поверхностями н акгиальпои направлении (рис. 4-1,а). При установлении стациоиариозо теплового режима производится замер температур в характерных точках по длине образцов. По заморенным в образцах температурам и координатам точек расположения спаса термопар строится графическая зависимость изменения температуры по их длине (рис. 4-1,6), Температурный перепад, имеющий место в зоне контакта и характеризузощнй его термическое сопротивление, опрсдсляетгч по полученной графической зависимости Т=)(1 ) эксзраполяцией распределения тенте 99 ператур а напраплспии теплового потока от области ннс нрсдслон возмущения к позерхиости ко!пакта.
На рнс. 4-),б показано распределение температур дли у!пут контактов — из однородного и разнородного материалоа (при Хм!=бык и ймт()ыю). Мстод определения термического сопрогинлепня контакта прн нестационарном тсплоиом рсжнмс сноднтся ч)з г~ г .'.'',1 ~дт к "е 3 б б„ с,=б и Х',~л згз мз збз "« бз и Рис. Анп К эисперинеиталыюму отсрелелению териичесиого соиро. тивлепип и зоне контакта ори псстапионарпом тепловом режиме.
а — сксма ксетак н* а ук Ч»аккаркчеекнк карасева с т р. аварамн н состав ,авс е рм ческе с»прстчм в. б — а анснмссть ск р кт намымкв» тсмпер туры кспактюп коне от керуака Пжт З!!З. построена в к покакаинвм в теспко стра; а-.п качала температуры 1А-твчечи т пстечиксметра во рененн. к измерению скорости измснспнп температуры дТ/дг а нескольких точках псраого и второго образпоа, а затем путем экстраполяции находится аеличииа изменения этой скорости а контактной зоне н зависимости от нагрузки (рнс. 4-2). Более подробно о практическом лоспронзаеденин этих методоа будет сказано пижс, после ознакомления с экспериментальной устаиоикой, Из установок, предназначенных для опытного определения термического сопротивления контакта при ггапиопарпом н нестащюпариом гсплопых режилзах, оста!ос повинен на применяемой з данной работе уствновкс, прннцнпиальнаи схема и общий вид которои приведеп1В иа рис.
4-3 и 4-4. Установка инсст ряд характерных особенностей: 1) позволяет фиксировать течение пестационарных тепловых процессов в Вонс контакта ~всрдых тел; 2) имеет повышенные точность и надежность в постановке опытов за спет значительной автоматизаппи больписвства процессов регулировки компенсационных нагревателеп; ь 3) предоставляет возможпасть проведения опытов с материалами, теплопроаодиость которых значительно ниже, чем у металлов Установка (см. рнг. 4-3) в огповном состоит из герметически нлотпоп а рабочей камеры 1, емкости 2 с постоянным уровнем воды (до 150 л),фор- --мп вакуумного насоса 1ВВН-2 с злсктромотором 9, диффузионного масляного насоса 10, баллоноп с газа- Ппс 4-5.
Ркбпчия камера устами 12 для заполнения ка- вовки т — ниютпк несть камеры;  — к м- МЕРЫ, а также Заеитрппк" кекииюпеи пимен»;  — нержин тательпой и контрольно- """' "'""". ' .'""'е'н: отненжие мй шток;  — основной измсрительнои аппара- «.р -рметень ' т — . п; мме обрееим  — мп сесе туры. е е троиисревитени, р — сменный Рабочая камера уста. Вековой еквеи; и '-еонкиоп к но.
попки (рис. 4-5) представляет гобой согтавной металлический цилиндр 1 и Л, заделанный наглухо с двух сторон и имеющий фланцевос сосдппеине с прокладками из вакуумной резины. Внутри цилиндра с теп юизолнроваппымп стснками вежду электронагревателем 6 мощностью до 1,5 квв и водяным холодильником 10 спирального типа помсщаютси дпа образца 7 с задсланными в каждый из них по четыре хромель-алюмелевые термопары. В целях обсспс ~ения мп- 1ОЗ инмальпых тепловых потерь боковой поверхностью образцов последние монтируются внутри компенсационной камеры 2 с двумя электронагревателями 3 и сменным боковым экраном У, который прсдстанлиет собой составной цилиндр из материален, идентичных материалам об.
разцов, и имссг на уровне контактной зоны разъем. Своимн концами боковой экран прилегает к нагревателю н холодильнику, что обеспечивает аналогичность структур температурных полей образцов и бокового экрана (рис. 4-6). Питание компенсационных электронагревателей от сети осуществляется через дна контактных гальваноме- имвв грз в(гв вв б> юу янг ввт зО» и) Рис. 4 б.
температурные яоли обрвзион и бокового вкрвив. Мнтеривл пары стиль 45-стиль (Б; чистотн пбрнботхи поверхностей тг5 — тБ) Зев †!3,5 м»м; тн зза' К. а — поннвнння иотеипионетрн в и~терниям времени несренн: и — рнспренененне т"мпернттр но Хи не сиренное (Х) и сменно то вярвнв (О). тра 14 (см.
рис. 4-3), четыре контрольные термопары которых имеют спаи у нагревателей и боковых поверхностей образцов. Все это обеспечивает миннмзльные тепловые потери с боковых поверхностей образцов. Визуальный контроль за работой контактных гальваномстров осуществляется при помощи зеркального гальваноыетра (б марки М-25, спаи дифференциальных термопар которого помещаются в местах раоиоложсиия спаев термопар контактных гальванометров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
