Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Принсдеппый коэффициент теплапрозодпостн контактирующих материалов соединения образец †холодильн при данной температуре (Т»=3!3' К) равняется 2 15.3 369 3+ 38п 29 5 в б(э'гр тд). Предел упругости меди при Т»=313'К Е=(1,3 ° !О» н!м». Коэффициент теолоарояодяости воздуха при температуре Т, ЛЗ' К Х» =.2,67 ° 1О-т вг/(м ° град).
Конечное значение тепловой прозодимогти контакта соединения абраасц — холоди.тьиик определяется по формуле (3-25): т 20.10» э »,» 2, 67 . 1 0 - * + 100 10» 0 61 — — 756+438= 1193 явит(м'гРпд). Отсюда термическое сопротннлсиие контакта соединения образец — холодильник равняется ! 1 77 = — „- — =8,38.10- м'гр д7 я„» ! 193 Подставив полученные злачепил )7»» и )7»»» н (6-9), можно определить величину погрешности при нахождении опытным путем коэффициента теллопрозодиосги ДХ 4 60(6,83+8,38) 1О-' Х„„е 3, 14 (100 1О-')» (433 — 3! 3) Иайдщшос значение погрешности прн онрглглснкн коэффициента гсплопронодности с учетом особенностей коптакгпога тсплообмепа значительно ближе к истинному и н 4 раза мспьшс погрешности, полученной обы чным способом. Прн наличии па контактных понерхпостях пагреязгеля, образца и холодильника золзнс»ости нзн макропгролпастей следует зсгтн расчет термн»егиих сопрогннлепий контакта, пхадящнт а гырзженяе (6-9).
по формулам (3.29) — (3 32). П р и ь г р 3, Требуетсп пзйтн поггепшость при опрсдгаснин огытгым пттем каэффипиентз теплопроночности фрикциоплого ча. терзала ретннзкс ФК-16Л, Контантныс поасрхпости образца н виде дигкз иэ фрякцноппого материала ФК-16Л диаметрам Р= !00 мм обработаны па 5-чу классу чистоты (Л,»вЂ 18 10 » м) и ихеют цилипдричссктю волннстость с ныс»ыай нонны ТТ, !2 10» м. шагоч Е=-63 ° 1О'т м и ряднусоч закругления зсршины Л»=1! ° 10» .н, Л!зтеризл нзгрснателл и холодильника мель. Чистота обработки поверхностей пагренателя н холодильии!»а 4-й класс (Л„р-†1О-з л») Температуры рабочей попгрхоасти нлгрслатетя Т„ 133' К н холозяльинкз Т =31:!' К.
Через образец проходит теялояой поток ягличяпой (1=60 вт. Па контактирующие понерхиогтп постоянна за!де»)стяует усилие сжатия неличнной р -20 10' и!мд 176 Для соединения нагреватель — обрзЗеЦ, Находящегося пРи температуре Тп =-4'13' К, козффнциеиты тсплопронодностн для меди Х ~=380 ппг/(лг град) и для ретнпакса ФК-!6Л к»в= =0,43 лг/(.» град).
Прииедеиный козффивгие~вг геплппроаотиости ранен 2 380 0,43 Аи — -380 + 0 43 — 0,86 ат/(лв град). 1!р»доз упругости более мягкого ретинакса при температуре Т,=43гРК В=0,101 !0™ н/лв. Коэффициент теплопрозодпости иолдуха при температуре 7,=433'К к,=365 1О-и пг/(м град). Козффицпещ Ип и заиисимостн ог А,р,+А,„з=-53.10 "' лв находится по графику па рис.
3-3, отКуда В,=(38. Разность 1 гп з заппсимости от Авр —— 35 10-в лв ил графика на рнс. »ь8 раннястся 06. Согласв!о табл. 3-4 разност~ 1 — К принимается разной 0,5. Для определения нсзнчноы тснлозой проиодииогти, а затем и терчического сопротипления соединения пагрснатсль -- образец по формуле (3-30) требуется найти значения ко»турлой загрузка дп н относнтсльзыс плошади контакта 71, и г)в..Контурнаг! нагрузка опредевшетя нз ньгражсння Лп А//5 . Норма.вьнаи нагрузки /у гвзлопднтси ио форввулс 3,14 0,1' А'= р8„=. 20.10'. ' ' = 1,57.10 и. Контурная плошадь кшпакта для Ав = 1.57 10в н опредсляетса по формуле (2-21): 714 10-' 1,57,!Ов.1,25~!/г Вхц-пл 1'' ~ 0 !0),10!в ) 3.14 ° О,!в где ' -' /.
!.6,3 10-в —— 1 2' м. Зятем находится значение контурной нагрузки: 1,57 10в 7,9.10-' Относительная плошадь конт>рното контакта определяется из иыражсннн / д„ тв,в ,0,198.10в и, = —,/4 ) ' —.-- — !3,8ув = 0,351. -(/! ) (О,!О( 10 Отввоситсльпзя пловцадь фактического контакта заходится ив пыражения Яп 4.7,9 10 ,г .. Я 3 14,0 1в Конешое значение тсплозой проиозниостн контакта нагрсзатель — образец определяетси из зыражеоия (3-30): 3,65 1О-' з, = 212 10в086 0351 0101+ !2 РЗ, О г (,,г 10 в О 6 = —.— 646+ 1 360 = 2006 ат, (лгв град), 177 Термическое сопротивлегшс контакта нагреватель — ойразец 2 оог 2фш Лян соединения ойразеп — холодилыгнк, находящегося прн теч. пературе ҄— 313" К, коэффи:гисигы тсплопроводоостн для регинакса ФК-16Л ага=06 аг)(м ° зрлд) и меди ).,=38Ч ягг(м град) 1)ри»елепный козффнпненг тспкоировод юсти коггтеггтируюшнх чатс.
рнплов 2.0,6 .')ПО 0 6 1 !80 12 зг'г((гг грггй). Предел упругости ретинакса при тенпературе Т, .313"'К Н= =0,138 !Оы н)м'. Конт)рная плошадь контакта ! 14 10 *.1,67.10г.1,26 !)г Зфс.ы —.! 62(Ь О !38,,0ы ' ) =6,8 !О-'м* Контурная нагрузка 1,67 10' ан = „,' „ , = 0,23.10' Нг. . Отиосительаап плоаыдь контурного контакта У О 23.КО Дза тй = ~о 1 В Н10 13 81 = О 300 Относительная плошадь фактического кантики» 4 6,8 10-з 8* 3,!4.0, * =ОЯ866.
Конечное значение теплпвон проводнностн контакта образеп— холодильник 2,67.10"' о„, = 2,12 10' 1,2'0'308'0'0865 + 12.10 ' 0,6 + 33 10 'О,б = 672+ 990 = 1 602 аШ'(м'град). !ерническое согротинленне контакта окрсыск — холодильиня 1 )7„- —, 6,03 10-' м'град:аш.
1 662 Почстаинн пплучениые значения )г„и 4.',з в (О-Ч), пплучин ноля гнпу погрегпяпсги коэффнпнсига тепгюпроводности рсткиакса: Лй 1 60(зил)+6.0!) 10 л,„ю 3,14.0,1,(!!3 313) 100-7 )ы' 178 а-в. к ВОЙРОсу повышения термическбгб СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТА В ЦЕЛЯХ СОЗДАНИЯ НАДЕЖНОЙ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТИ ОЬЪЕКТА При работе современных машин и аппаратов или их узлов и деталей часго возникает необходимость гоздапия длн пих надежной тепловой защиты.
Широка известны способы тепловой защиты объсктон путем нанесения слоев из тсплоптоля<1иоппых материалов. Бмссгс ир „ .. с тем конструктивное исполнение компактных, ио знер >осмких машин и аппаратов выдвигает требования по впсЛрснпю и нронзволсгво попсе совершенных методов 5 тепловой защиты. В каче- и с<не одно>о .из таких методов можно рскоменчовать гсери!о способов п<> искусственному упсличспию термического сопротивления р контакта в месгах сосдипспяя лсталей или узлов. Ука- 1 ванный способ .тепловой за- р зр <ро >зр <р щиты ниссг оольшос прсимущсгтно по гравие>ипо со Рпс.
б-!4. Зависимость <ории. способов< нанесения тепло- ческюо соиротовлвоня контак- та от давления члп пири ю вой изоляпии, так как ои ис чвратк>чинов >Т16 Подет К уаезтгЧЕПН<О Вега н > — кон>на<вола поварка <та азово< габаритов объекта, я также тано по га клв<лт чн.тати< г- на не вносит изменений в ков- ч <«т ча<- о, л-<л м кл < > структпнпое исполнение де ,",',",'~р>,'„' "„"„",'"„,"„"'„""„,"'„",„"„"",",„' талей или узлов.
ч <тоти н в Ы а «о такт нор во Попыщепнс тррияясгхосп овал окала натана л рван<рана сопротивления контакта мо- '"" ю ия """ жст бы гь осуществлено п)- тем увела>чсния эквивалентной >олщины вовк)и<ной прослойки (грубая обработка, волнистость, макронсровиости повсрхиостей), введения малотеплопроводиых лщповых пли порошковых материалов >асбест, пароинт, окислы металлов н т. п.), игкусстнсппого выращивания окиспых пленок па контактирующих повсрхш>стих и создания глубокого нак)уиа 179 в контактной зоне. В ряде случаев целесообразно также комбинированное применение указанных способов увс. личсния термичсскЬго сопротивления контакта.
На графиках (рис. 6-14) приведены сравнительные данные в виде кривых зависимостей Р„=)(р) для коп. тактной пары нз высокотеплопроводного дюралюминия Д!6 при одинаковых термических условиях (Т,=З73'К). Анализ Расположениа кРивых зависимостей па=-1(Р) иа рнс. 6-14, а также па рис. 5.Я и 5-11 позволяет выявить достоин<тва и недостатки предлагаемых методов тепловой защиты объекта. Метод искусственного изменения геометрии контактирующих поверхностей (грубая обработка, волпистость, макроперовпости) может быть рекомендован к производственному применению в том случае, когда копструкгивное исполнение соединения не позволяет вносить в зону контакта теплоизоляциопные материалы.
Термическое сопротивление контакта в этом случае в значительной степени зависит от величины эквнвалснт~ой толщины зазора, возрастая с сс увеличением. Наиболее простые с точки зрения исполнения соединения двух поверхностей с грубой обработкой позволяют повышать термическое сопротивление контакта для пары из высокотеплопроводпых металлов в 2 раза при увеличении средней высоты микронеровпостсй в 1О раз (рис.
6-14). В значительно большей степени повышается термическое сопротивление контакта для соединения из малотеплопроводных материалов, так как и этом случае заметно снижается тепловая проводимость через пятна реального контакта. Для соединений с плоскостно-шероховатыми поверхностями, как отмечалось в гл. 5, мозкно повысить термическое сопротивление, применяя в контактной паре предварительно необжатые поверхности. В ряде случаев таким способом можно увеличить термическос сопротивление контакта до 30 — 40~6. Значительно эффективнее с точки зрения повышения термического сопротивления контакта выглядят соединения на волнистых поиерхностях. Как показывает анализ расположения кривых зависимостей Р„=)(р) на рис. 5-5, термическое сопротивление контакта возрастает в первую очередь с увеличением высоты волны при удельной нагрузке до 50 ° 1Оз и/м'.
Наиболее целесообразно в этом случае применять соединения с поверхностями, имеющими цилиндрическую волнистость, когда 1аО гребни волн контактируют в перекрестном направлении. За счет ограниченного числа контурных площадок фактическая плошадь касания незначительна по величине, в то время как эквивалснтная величина зазора в значительной степени воздействует на термическое сопротивление контакта в сторону. его возрастаиня. Прелставленныс на рис, 5-10 и 6-1! опытные данные в виде зависимости Р„.=!(р) для поверхностей с макро- неровностями показывают, что термическое сопротивление контакта предрасположено к нптснсивному увеличению с повьннсннем величины эквивалентной нснлоскостности н в первую очередь при малых усилиях сжатия (до 50 ° 108 н(мз).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
