Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 29
Текст из файла (страница 29)
К ВОПРОСУ О ТЕПЛОВЫХ КОНТАКТАХ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ В соврсмешгых теплонзмсрительиык приборах достаточно часто встречаются прижимные тепловые контакты. Так, при определении коэффициента теплонроводностп твердых материалов теп:ишые контакты являются неизбежной составлшощсй частью конструкцутн приборов. На риг. 6-!2 покизан широко примеиясмый в измерительной технике плоский прибор для определения коэффициента тсплопронодности материалов прн стационарном тепло- г Рнс, блз.
схема прмбора длн осределеннн коэффи- циента тенлопрободностн методом пластины. 1 — нспытуемый абратец в ваде днскат У вЂ” кольцо нэ нсчглтусмога мгпсрнааа для кампснсацн» тепловых потерь; .т— к ла.ыльнгь, Š— «рыыка «рибера, Б — камгенсацначный эпектрнческ, й нагреватель; Š— основной эьектрвнескнй пв. гре ытслы 7 — ннм нй ааггтнтный ноагэатель;  — теплаэан нэаляцыь  — корпус прлборл; УС вЂ” переключатель термопэо; !у — снуя Пьыаре к модным спас; ту — тепловая нчаля.
нчя; и , — тормьческае гопрогнв.тенае «онтэкта нагрева. тГЛЬ вЂ” ОбРаЭЕЦ; Пл — тЕРМНГЕСКОН СППРатпааенпс «ОптаКГа абраеец-кпнаднльпнн. вом режиме методом пластины. Образец, изготовленный и форме диска, помещен между электрическим нагревателем и водяным холодгтльником. На пути теплового потока от нагрсвателя к холодильнику через образец возникают два контактных тепловых сопротивления на переходах нагреватель — образец и образец — холодильник, неизменно вносящие погрешности при измерениях теплопроводностп, особениО при высоКох тейуператураХ, 1?2 Кроме того, прн проведении серии опытов необходимо иметь известное и надежно воспроизводимое значение термического сопротивления либо оно должно быть ничтожно мало по сравнению с тепловым сопротивлением исследуемого образца.
В современной практике измерений подсчет возможной погрешности при определении коэффициентов теплопроводности, вызванной наличием тсрмичсского сопротивления воздушных зазоров на переходах ма!реватсль .— образец и образец — холодильник, проводится гледуюп!им образом.
При не р 1. Дли определении коэффициента теплопроэозпости твердых материален между пэгреэателсм и холодильникам распалагаетсп образец а ниде диска из испытуемого материала (рис 6.13). Диаметр диска Р 100 мм, толшипа его !. Средина температура рабочей (контактирующей) поверхности нагреватели Т =433'К, поиерхиости хо. лодильника Т*-313' К. Через диск ! проходит теплопой поток эелнчниой 00 вт. Чистота обработки поверхностей пагренатели и холодильника 4-й класс (й, 35 1О-' м), иоитак- йй ( — -(1 — Л ) 1ООУ, действ ! дез«тэ/ (6-4) где Л н Ла,з„, — соотнетстнеппо коэффициент теплопроэодпости беэ учета термических сопротиилеинй эаэдушных зазоров и дейстиительоыи коэффициент тсплопропадпостн.
Вели шпа коэффициента тсплопронодпасти без учета терчических сопратнилепнй эоздушпых заэороа апредедиегси из ураиисгаш Фурье и виде 1!3! Л =,Рг(т„- Т„) (6-6) 173 тируюшнх поверхностей образца рпс 6.13, Схема рабочего 3-й класс (а«э=65 ° 10-' м). Прибли- «зла (а разрезе) прибора женно голшица иоздушнмх заваров длп определении каэффнпрннимаетси разной сумме средних цпеитэ тсплопроэодпости высот копгактируюпгих пероэпостей методом пластины.
пагрЕэатслп и холодильника с ди ! «а~э«за«еды Э вЂ” «Мэезеп. скоч, т. е. 0=100 !О-'. Требуется ,7 — хедедасьезн найти погрешность и опрсдсдсинн коэффициента теплопроподпости, которая иэлпстси следствием нади. чин термического саиратиилепип по!душных зазораэ и переходах нагреватель — образец и образец — холодильник. Определиемап погрешпост находнтси из эыражепип Пействительпеи аеличипа коэффицисита теплопроволиости (с учетом термических сопротивчепий воэчушчых жэоров) раааа 4()1 = пПэ(Т вЂ” Т ) ' (6-6) где П„ и Т', — соответственно срсдпие температуры аоасрхоостей образца со стороны пзгревзтсля и со стороиы холодальоикж После падстаповки (6-5) и (6-6) а (6-4) полу жется.
ЬХ Т Т'„— Т'„'т Л„зг ҄— Т„ (6.7) Ветичциа ~емпсрзтурггого пережи в образце шхолпгси в шые 4474 т я а * к!)э ~ ) т йсэ, ! О,!'1О !г3 !3 (О г+ )!5 10 ) Л„„„, 3. ! ! (10) 10-г)э (!33-. 3!3) Оаролелсш,зэг такии образпм погрсцпюсю, коэффициента тсплопроводпасти материала яе отвечает истпппоиу значению, так кзк при расчете пе у штыашогся хсйстшжеэьпая ееличнаа воэлуппгого зв.юра и специфический характер тсплообмепа через коптзктачю зону, Кроме то~о, прн постановке гксперимоптов, кзк правило, псаоэ. мажпо воспроьшвасти а гграи опытов пдеатичпые тсптавые коптак. ты.
Это тем более гэмгсс~гснио в тоы случае, когда лля улу паепня механического, а слглоаатольпо, и тсплоаого кшжакта к поверхностям прккладывагатся определсопые с кимсюпгае усилия. В приве. леипай выше рясчетпай формуле (6-8) отсутствует глсп, учитываюгций ааалеиствис аа теп,говую проводимость сасднаеиий мехаиической нагрузки. Выражение (6-8) приобретает другой вид, если учитываются термические сопротивлеиия. вогникаюшие в соедиаепиях нагрева.еэ. обрззсц и обраэг1! — хололилышк' ЬХ 447 77„, + 7(„э 0!и!) ГХЕ 47ы г Р„э - Саатаетстаеииа тсРМИЧССКИ СОПРатИВЛГНИЯ СОСДИИО- ппй иагрснагс:ш — образец и образец — хо.шдялышк, 174 гче 8,~ и Х э — соотзстстзсгпю коэффициенты тсплопровачиаста сречы заваров при данных температурах.
Подстановка последнего выр*жечвя в (6-7) хает: 1 ай 4474 — 100'Дэ. (6-8) .77 . Т„ - Т. Коэффвциеаты теплоправолпогти ваэлуха для температур Т„-433'К и 7,=3!3'К гоответствеииа равиы )ш=3657( Х)0 э лг((м ° гРад) и й,э=2,65 !О-э аг((л зРад). Подставив числовые зпзчепия волячпв, ахоляшик в (6.8), получим. Вхалящнс в (6-9) контактные терчнчегкнс гопротпвлсння Я,> я И»г опрекеляются по эввпспмостям, прслложепным в гл. 3.
Для получснпя лейстзптельных аначенпй погрешностей необхоэнмо прсэ. , варнтельно сннп, профнлограммы с контлктпруюпц>х поверхностей нагревателя, образна я холаднльппка, учсс>ь аелпчппу ао.чнпсгостп яля ыакропсрол>ост:>, в такж> яэчерпп, уснлнс сжщ пя поверхностен. П р » и ар 2. Требуется пайтя погрешность прп опрсэелепяп опытным п»см коэффяпяевта тсялопроволпостп нержавеющей ста- ля марки ]Х!8119Т. Ко>швктнру>ощне повсрхаостя с>вльнага диски лпвчетроьг В= =100 мм обрабо>яны по 3-му классу чпсготы (й, » — 65 ° !О г м). й!э- терна.ч контзктврую>пнх поверхностей вагрсгштел» н халохнльннка— медь. Чпсзотл обработка поверхностей нагревателя я халодпльннка 4.8 класс (0,».-38 ° 10-в м]. !1а сапрнгаемых поверхностях пзгрспа- теля, обраща в хололяльннка отсутствуют макроаеровяостп и пал- пнсгосю.
Температура раб>оюп поаерхпостн нагрева>сля Т»=4/З/!'К, холоднлышка Т„=.З(3' К. с(ерсэ диск прокола> тсплоноя ноток пелн- чппой >3=60 аг. К сопрягаемыи повсрхвщгнм прякладывастся па- «тоянно уснляе сжатня яелячнпай р=20 10' я/мз Для апреле.>снях по>1>е>пласта ко>ффпцпента тсплопраноэкастн по выражению (6-9) закалятся эпачсняя тср> пчегкпх гопротнвлею>й контактов соелнаеннй нвгрсоатсль — образок и образец — холодпль- пнк аз выражспнй лля плоскостно п>ератапат>гх нвзсрхностся (3-94) — (3-26). Д>я гас ппс>вм жп рспатсэь — образец грпаеленный козффпппепт теп- лопровохностн коптактяруюпг>ш ма>ерпвлпв накопится аз пырвхгеппнТ = ' л„,л„, , где кои)фнцнспгы тснлопронощ>оста лля мели пря тсч>+ нг псратуре Т =-433'КЛ„,—.ЗЗО вюг(м зрад) я лля пержапыащсй ста.
лн ]Х18!1ОТ Лп>= !7,1 вш>(м град). 2.380 17,! Л = 380 + П,! — 32,7 мл,(м зри!) Прелсл упругастн более гапкоп исаа орн шл>пературс 7,-433' К !/ — 10,6 10ю и/ий Кагффнннепт тсплояропоэност» воза]ха пря шмпературс Т»=- =.433'К Л,— 363 ° 10-г вг/(м ° рад). Ко>фф >ппепт В„в .>аанскнастп ат й,»> ' й»>=100 ° 10 г г> пахолптся >ю тра(>яку на рпс. 3-3. откупа В, 12.6. Р»знает> 1 — т н занпснчосзп от й,„—.бб 1О "м опрсэеляется по >рзфпку на ряс. 3-8, откзлв 1 лг=-0,61. Копен>ое.
зпаченнс топлогон гронаэпиостп ьпнтнкта сослянсаня пж рспатсль — обрааел по формуле (3-26) 20. 10 Л»,» з'12'!0>'3>'7 ( 10,6 10'» 12,0 ~ + 3,66.10-' +,„'„','„' „, О! 802+666=-1489 в >(м' г/аа). Термнческог сопротпвл.пнс коп>акта нвгрсватс ш .обре>сн равняется 1 1 В = „- — = — „=6.83-10 > м'град вш. »> — а 1Щ> Для соединения образец — холодильник, заходящегося прн гечпературе 'Г,=313'К, коэффициент теплопроаадпостн пгржансющей стали ь >=15,3 вт!(.и ° град), ыеди Хи»=389 вт!(и град).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
