Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 22
Текст из файла (страница 22)
5-В. Зависимость термического сопротивления контакта от негрулкн иля пары Д( сталь 46 при наличии нерегулярное см.)Оп«тости (а) и чрофнлограииы (с)посрочные и пропольные) повср«постсз абра«нов (б). о )-я («, о а сооаеоск с«ьсг«ностса — „- )яь: Г =«Га' К; С «.сп ч с« ' 'и ="ол.мг «сс и / — и ьн (Р«т л««тс оа л, «о «с Р««с «» с.сош«ль к нт«кс«о«рсг«л««ась ы.«гни««тте«и а — я«р „(Р««т л. ««с- Р "и ьпа«Л.
«ОГЛ» 4««-«ЧССК««ЫПСС ЛЬ Каа а О Р С. Ь СО ЕОРВРЛС (2.)5)Ь с такта оп р едсл я стоя нзм енсы исм фактической п лощпдн контакта в за висим ос ги от давления . Выше отмечалось, что в реальных условиях разьсмныс соединения довольно часто имеют поверхности с ярко выраженной нерегулярной нолнигтогтыо, На графикс (рис. 5-8) представлены данные опыта, когда коп.
турная пло)падь контакта 5«с определяется опытным путем (на краску), и данные расчета, когда расчетЮпведется по формуле (2-(З), Кривые, построенные по опытным данным и результатам расчетов по формуле (З-ЗО), находятся в достаточно удовлетворительном гогласовании, что подтверждает возможность приближенного расчета контурной плопшли З, чля поверхностей с нерегулярной волиистостью прн незначительных отклонения« воли по высоте (Л.
67). 123 Рпс. 9-9. Зависимость термического сопротявлевяя фактического коитакта от ннгруакн Хля пары иа сталя 1Х18Н9Т при иалвчик волнистая поверхности !межкоитактпан сРеда †ваку). г — Н, !частота обработан т чггчгнноссса — 'у " а: т час апн кп г — н, (Рсгагг лая и Гасчг тсранаа, соатнагсгатмщнг гь Большой практический интерес представляет рекомендация о целесообразности при тепловом контакте волнистых поверхностей до 111 класса включительно считать в первом приближении сопротивление незначительно мг град/дм превышающим сопротивление ГдыГд„ контакта плоскостно-шероховв- тых поверхностей с микроне- 1 ровностями, по высоте равныдд ми высоте волн.
Такое допущение вполне оправдано, так как .значение термического сопротивления контакта прн часто встречающихся в производственных установках тепловых потоках гу= (10 —:60) ° 1Оа вт)~мт не превышает ! 1О-" мнХ У, град!от. нумг Опытная программа исследования твплообмена прн контакгированни поверхностей с макронероппостями дрсслсдовала цель выявления особенностей такого рода контакта.
В табл, 6-6 привозится основные характеристики опытных образцов. Исследованиям подвергались контактные пары из одинаковых металлов, поверхности которых в одном опытс имели макроотклонения, а в другом — микронеронности, расположеппыс на плоскости и по высоте равные величине эквивалентной неплоскостности гу„н„(гм. рнс. 2-12).
Такого рода сравнения,позиоляют судить о влиянии макроотклонений контактирующих поверхностей на тепло- обмен в зоне контакта. Результаты основных опытов и некоторых теоретических расчетов для контактных пар с плоскостно-шероховатыми поверхностями и поверхностями с макроотклоненнями в воздухе представлены на рис. 6-10 и 6-11 в виде зависимости )!и=!~р) н данных табл. !!-4 !см.
приложение П). Лпализ этих результатов позволягт установить ряд особенностей теплоного контакта г мзкроперовностями. 124 Таблнца 6-6 Характеристики онытных образцов контактных цвр с мцкронероннестями и няоскими новерхнесгями Сгею>вв н>о л лнкронероввосхеа. мам м о вх Я> *! Класс оархгхнхм Мч орвзлн обре>воз Прнне >заве Одна вз поверхностей имеет о)ерн'>ескую выцуклость Плоскостно-шероховатые зоверхноств Ош>а нз поверхностей имеет сфернчсску>о выпуклость Плоскостно-шероховатыс ооверхностн Обе цоверхностн нмсют цнлнндрвческую выпуклость'!контакт вдоль цнлнндров) Сталь 46— сталь 4Г> 70 2.1 — 1)4 2,9 — 11Ч Сталь 46— столь 45 Сталь 46— сталь 46 х>зз — >79а >>78 — туза 140 180 х> та — хутз Х77в — хр7б Л1 6 — Л16 Л16-- Л16 70 6 — Л16 6,8 — ь 6,1 — 6,7 8,8 — 4,6 847 1.
Наличие пеплоскостпости повышает термическоесопротпвлснне контакта по сравнению с плоскостно-шероховатыми поверхностями, Экспериментальные точки крайне чувствительны к неличине всей эквивалентной неплоскогтпости х(вкв. 2. Контактные пары с неплоскостностыо н диапазоне малых усилий сжатия (до 50 10' н!мз) имеют повышенные значения термического сопротивления по сравнению с плоскостно-шероховатыми поверхностями. 3. Зависимость д>в=)(р) для кочтактных пар из металлов с пониженным модулем упругости (Е<10Х Х10" и!мх) имеет тенденцию к интенсивному вырождению при усилиях сжатия р>50 1Оз и/лез аналогично плоскостно-шероховатым поверхностям.
Вследствие резкого уменьшения величины >у,вв и роста площадей 5„н ое, даже при значительной неплогкостности в первом приближении есть огпононнг зс>тп тепловой расчет, как длп плоских поверхностей. 126 4. Термическое соиротнплсние контакта поверхностей со сферической выпуклостью заметно превышает агличину сопротизлспия контакта поаерхпо(той с пнлинд.>:(чсской выпуклостью. когда ((асв сф=Ассвс(. б.
Кривые. построенные на основе расчетш>й зависимости !3-32), находятся в достаточно удоалетиорительпом согласовании с зкспсримсптальпыми данными. мхсллй ав> .26 мтрхчрурвх срв Рис. 6-16. Зависимость термического саяротивлеиия коитяк. тв от иягрувки яля иярм сталь 46 †ста 46 при ивличии иеиласкогттюсти (Т,= =-376' К), а Так как я реальных разъемных соединениях и а псриу>о очередь для значитсльных номинальных поаерхиостей наличие макропсрозпостей, как правило, неизбежно, то учет добаиочиого сопротиилеиия необходим, особенно при малых усилиях с>на>на (до 30 ° 10' н)мв). 126 вархяахтст Ч В 2 — тввс — "' ° 'и —.
МО тхы = ЯВ.(О. -а(ахи Ч „, — х >т.>. >О .и; х>; рх я — Л„р (рв кт ллч схавхя. саатасхатв>ххявх 2>. Ряс. 6-11. Зависимость термического соиротивлеиия коитвк. тв от ивгрувки Лли пари Л16— Д!6 ири наличии иеглоскоетиости (тх =673 К). ! — Л „,в (расчета аяраяатня яа. ха с,„ всрх2кст в 2 т — ч 2 я; ь — ЧЛ> ч — ОЧ >а,чп >; 2.- г 2„„ Нос Ч ч . ОВ,> >Е (л'К 2— ((5.>ох я(вх> с а, >гсср т лля г левая, ответ хв>хо ра 2>. ВЗ.
ВЛИЯНИИ ВРЕМЕНИ ВЫДЕРЖКИ ПОД НАГРУЗКОЙ Н ОКИСНЫХ 1!ЛЕНОК НА ТЕПЛООБМЕН В ЗОНЕ контАктА В гл. 2 отмечено, что при значительной по времени выдержке поверхностей под нагрузкой увелнчивастси площадь контакта и растет сближение. Все зто нссомпсппо всдст к увеличению тепловой проводимости контакта с ростом времени т приложения нагрузки. Это подтверждается результатами опьпок.
проведенных по программе, вкли!чающей пить ссрнй опьпов (табл. 9-7). Таблица 6-7 Характеристики опытнь!х озрвзцов контактных пар и условий длительного контакта Ккнсс ар~со к» М гсрнклн аарнтчсн П;нкн нннн 1;18,!- Хтз 2 3 — 99 466 Мз — гтпхь 46 470 170 343 473 П нежат'нс Характер опытных заниснмостсй Атгг=)(т) .на графиках (рис.
5-12 — 5-15) и опьпныс дапиыс табл. !1-5 н 11-5 (см, приложение 11) позволя!от сделать следугощпе выводы: 1. Наибог!ыпсс умецыпспис термического сопротивлении при длительной выдержке под нагрузкой цаблюдв- 127 9Х13 -2Х13 2Х13 — 2Х ! 3 фк- !Яд — гтн1Ь 16 гйн-1ЯЛ вЂ” сгьгь 46 2Х!3 — 2Х!3 т;74 — 'д 7п 177в — '/96 Хгза — Хгз с79е — ттй '74 -хгтн г срслннн коан й нннранн ркмсатна. " „а мкм ни оз го 6,2 — 1,1 1Л вЂ” 11,6 1,6 -! 1,6 '16- .6 2 Поверхности пло- скостна-леротоннгпе (с валетной акнгной гыенкой психе эксгерииентв) Поверхности олоскосгпа-п!ерахоан- 1ЬЮ ется у материалов с попяжссшым модулем упругости Е~(10ар12) Х Х!Осе и/.нз.
/ с 2. Термическое сопротивление контактных пар нз материалов с Е> >18 ° 1О" и/мг на пачнльвв е пой стадии выдержки пре- лттлтртрвтт тва г, т. 'в га ев тг Рис. 3-12. Зависимость термичемепн .под нагрузкой (до ского сопротивления контакта от 'с=40 и) несколько сннвремспн ррнложепян нагрузки жается (на 15 — 20о/т), !без предварительного обжатня). оставаясь в дальнейшем матере: л'а варн мз — етаа' лн аа практически сппстеяннЫМ. труака зз са' ас тс лотто а обрабыкл еоверхаоттей 'раа — оа Те Еба' К 3. Повышение класса чистоты обработки поиертностей по существу ,мтг„— —,— — — - -1 ведет к вьсРожхепню за— вигимости /(в=/(т). 4. При данте.сьпоы св о о тсплоном контакте медсг ) .
— - ных образцов визуально г~ наблюдается появление окисной пленки, создаю- а гр Тв' вр вв вв лй нл сп е шей дополнительное сопротивление (подъем втоРнс. 3-13. Зависимость термнче. ского сопротивления контакта от рой полонины кривой на времени приложения нагрузки лля рис. 5-! 2) . пары 2Х13 — 2Х13 (нагрузка 5.
Как по характеру 98 1Ва н/и'С Т„=бтв'К). ЗаВНСНМОСтсй Ян=-/(т), т — ~еототэ обработка еоаерхаоетей ос — так н по асбсолсотссой личине сопротивления Ек, расчетные значении по формулс (3-34) находятся и удовлетворительном согласовании с опытпымн данпымн. Для материалов с малым модулем упругости учет влияния их реологическнх свойств па сопротивление необходим, в то время как для материалов с Е> !8Х ус 10сз и/м' и поверхностей выше 5 — 7-го класса чистоты обработки изменением сопротивления йк от времени т можно пренебречь. Ограниченный объем сведений по вопросам роста толп!ивы пленок, формирования их твердости, гсомстрнп поверхностей после окисления затрудняет на данном этз- 128 :1с произвести георстнческую оценк) злняьнн окнсных пленок па термическое сопротивление кон1акта.
При постановке опытов по влиянию окисных пленок на теплообмен в зоне контакта особое внимание уделяется подготовке образцов контактных пар к эксперименту. На контактных поверхностях предварительно выращива- Зччгхче схин гррр эзаг е е г в ы ~г геч иг г г и усы н Рис. 3 14.
Ззавсямость тепловой проволпмости коктзята от времезз эрилоуиеиия нагрузки прп раэлпчзых термяческих условиях для пары с гсмсгеззическкм материалом (а) и продольные з поперечные профнлограммы ее поверхностей (б). Матерпалы пары ФК16Л— сталь 45; нагрузка 19,6 ° 1О лгмз. С г — иии ин „сер ан и,ие ссстеечсчиенча нри Т„г ЗН'К н т е Ззтк; З— Иии еи е (ресчеч ири услсчнех, сечичечстеующих г).
ются окнсные пленки при повыпгенных температурах и значительной выдержке времени. Основные данные опытных образцов приводятся в табл. 5 8. Тз блики 5-8 Характеристика опытныхнобразков контактных пар с окнсными зланкамп 9 — 1610 .(.щ определении толщины окисных пленок оримецястси гравиметряческий иге~од с одновременным контролем цо цветам побежалости, сущность которого паклю.
чается в слсдующеаг. Ес.чи за опрсделенный промежуток зрсмспн окисление приводит к увеличсинкг массы яа х (г) у образца с номинальной площадью 5и(спят), то толщина окиспой пленки равна и м — — — ' — —, см, зиб (М вЂ” м) а толщина окисленного метилла равна о иг Лил '!~И вЂ” иг) где (и и г( — соответственно плотности окисла и металла; М вЂ” молекулярный вес окисла; ят — масса металла „;, „з;р„в М окисле (например, лев ,и р ) '), ) атомный вес меди в ГцО и удвоенный атомный вес меди в СнрОр). к .
+ - ~ — ~ Экспериментальная про- грамма йсследоваиий клю- чает постановку опытов по Р„ б.(б 8 „ „„ „„ сопРотивлеиии Яи ллп кончесяогр срнрртеаиерия факте. такта чистых повсрхпостей и ческрго контакта от времени поверхностей с окнсцой ирнеомеири яигртхкр (мрм. пленкой различной толщины коятиюяер с)мди ракуум) (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
