Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Постановка опытов осуществлялвсь в среде говна, Зе 35 Рис. 1-21, Зкспсрч<мептальпая установка для исследования влияния направления теплового потока па термическое сопратнвлсвис контакта. / ° -<сэистз<с<хзз ззбачзз з*мззз; 7— тсзизмсзы; Э вЂ” образцы; З вЂ” ззеззза «ззжхзюжиа змеевик< 3 — ззэхния зз. гаеззтель; б — ззжзза хлзжзаюжза зчззззк; 7 — <южзза нагреватель; З <руба зз» лб рз зоззухз. пеона и аргопа при давлениях от У да 1226 лл рг.
ст., а также в пакууме порядка 1ГГЗ лж рг. сг. Помимо подтверждения ряда положений, полученных предшествующими исследователями, результаты акспсримептальпой части работы (Л. 4Ц позволили сделать некоторые вмводы практического харантера. Так, даже прн сравнительно высоких температурах в зоне контакта теплавля проводимость через ысжкоптактпу<о среду за счет лучистого тсплпабмепа незначительна. Полученные опытные данные по проводимости фактического контакта более слабо аэнигят ат нагрузки, чсч расчетные иэ выражения (1-13), что обьнсняется апторами трудностью точного определения по профилограммаы сред- пего шага шерохояэтости, а следовательно, и числа пятен фактического контакта.
В то же время принятая авторами за исходную схема механического контакта, когда площадь фактического контакта изменяется <прн увеличении нагрузки за счет повышении раю еров контактного пятна, вызывает возражения. С.чедует отметить, что работа (Л. 4Ц представляет большой интерес как в практическом плане, тэк и в вопросе выбора путей дальнейших исследований кон. 3 тактнаго теплообыспв на моде- лях, ианболсс полно отвсчаю'<ь 7«щях фпкторэм, обуславлпвающлм явление теплообыспа в эапе контакта.
< В последнее время появил. ся ряд эксперимеиташ по-теоре тическнх работ, преследующих пель найти ршпеиие запроса о влиянии направления теплового потока прп подходе к гранина раздела теч из разнородных металлов па термическое сопротивление такого рахн контаитов, Вэрпслсем в работе (Л. 42) было отмечена несколько протллоречивое явлгкие зависимо- сти термического сопративле. б нин контактной пары ста.чь— алюминий от направления теплового потока, когда теплоэзя проводимость от ал<амипия к гта.чи выше, чем от стали к влюкипи<о. Каких.лис/о объяснений этого явления антаром пс дано. Снениал<п«ь< исследованиям отчсчспаого вышс явления посвящена работа Роджерса (Л.
43). В полях опытного исследования указанного чффектв была сконструирована установка (рис, 1-21), ппзволнюшая нзч<енять изправчсоие <силового потока прн неизменном механнчсскои контакте пары, Исследуемые обрачды Д в форме ни- линдричесннх блоков помещалпсь з герметическую камеру ! между тепломерами 2. В верхней н нижней частях установки находилось по одному нагревателю н хплоднльнкку. Такая конструкцня устзнов.
кн позволяла, пс изменяя положения образцов, в одном случае ориентировать тепловой поток сверху, когда включены нагреватель 5 н холодильник б, а в другом — снизу, когда работают нагреватель 7 н холодильник 4 Исследованиям подвергался ряд контактныт пар: алюмнпнй — гталь, хромель — алюмель и сталь — медь. При тепловом контакте пары алюминий — сталь для температур в зопс контакта порядка 3!3 †4' К и давлсвнп ~а сопрягаемые поверхности 8,5 !О' и/мз разность велвчнн проьо„пчостн тепла прн изменениях направления теплового потока составляла около 100ай для опытов а вакууме н 20%а в воздушной среде (рнс, 1-2!).
Указан. пый аффект нсчеаал при постановке опытов с парами хромель — алюмель н сталь — медь, а также прн внесении в контактную зону пары алюниннй — сталь прокладкн из слюды. Автор данной работы отмечает, что атот эффект можно ассоциировать с мсханизмом проводимостк в точках соприкосновения металлнчссккх поверхностей. Прн контакте металлов с различными зна геннянн работы выхода создается потенциальный барьер, который ослабляет движение свободных электронов в одном направлении н усиливает с~о з другом. Теоретическое подтверждение возможности эффекта влияния направления потока па границе раздела коптактиругощнх тел нз разнородныч ыатерналов на термическое.
сопротнвлсвнс сосдк- ччачййгпа ч 'Г! некий приведена в работе ч„ г !Л. 44!. Этот эффект рассьи. тривается во взаимосвязи с электронной нрозоднчгостью металлических контактов, прн ко- Я тором терьгнческое сопротнолснке стыка зависят от разгюсгн энергий электронов для разнородных металлов. Чнс.
енные Рнг 1-оо Влияние нзп ввлсзнзчсння величины этого эф- пня теплового потока аз тепфекга, полученные тсорстнче- лов ю п ово нмость конт кт попую проводнмость контакта ски. подтверждают экозсэнмептальпыс дакные работы [31. 435 ! — алюннная — станы 2 — сталь— И, наконеп, в Работе 31юн- аз. н,пщ !а чезхухе! 3 — алм п- са н Перкннга !Л.
45! вопрос инз — стзль; ч — сталь' — алюниячз об этом эффекте рязрщпаетга (ч пачггнег с помощью учета завнсянастн влияния каправланин теплово~о потакз ог геометрических карактс. рнстяк поверхностей гранины раадсла. Авторы принимают во внннз. нне наличке на поверхностях, кроме шероховатости. Различного рода иеплоскостностей. Приводятся ряд моделей для объяснения указанных выше явлспнй, достояерность которых подтверждается экс. пернментальнымн даппымн. Анализ работ по вопросу о влняпнн папрзвлспня теплового по. тока на проводпмость через зону контакта пары алюьгнннй †ста, как отмечалось аьппс, показывает протнворсчнвость в толковании причнн данного явления, и, очевидно, этот вопрос требует дальнейших пссгторонннх нсглгдова~шй.
1!зля пге обширного экспсрнчсптальпого материала по тепло- обмсну в зоне контакта твердых тел неоднократно приводило иссле. .чогптслгй к необходимости знзпизт,ся вопросом вывода обобгиетвзк потузнпирнчсскгш заппгнмогтсй, потнолыощик вести рзггет н широком дляпааоис гсокщричсских характеристик контактных пояерхпогтей, нагрузок, теипсрагур и физико. механических снобе~в контактирующих мзтсрвалон. Там, о работе Элкоча [7!. 481 впервые предпринимается зочытха обрзботкн опып ых данных н базравмсрппй форне: (1-23] гле ф — бсзргылюрпый фактор форчы микрорельефа поверхности; 1 характерный размер, опрсдсщпощий рельеф поверхности (принимается ранив~и Ь,.н). Структура выражения (1-23) нс позволяет гчитать сто уьннгргзлыпам.
Дейстнителлно, чтим выражением Пс угщтьвастся тсплообмси через исжинпзктпуя) среду, и результате юго опо применяется липп при обработке опытных данных по контактному теплообмепу в вакууме. По-другому рсшяст вопрос азтпр работы [Л. 47]. Им предлагаются безразмерные параметры .шух комплексов: н виде п„р/й и — бсзраамсрпзя тепловая ~ рояоднмость (у . †удельн вес контактирующих иатеркалон) и р/ЛВ .
безразмерное давление пя копгзктпыс понсрхкости. Результаты обработ«н осытсых данных з координатах а„р(Х у и ррВВ похазыпшот, что оснозпым пззаметроз, оказывающим алия. ние на тепловую пролоднмость контакта, следует считать шорохова. гость контактирующих поверхностей, Более прземлетгая зависимость для расчетов контактного тепдо- обмена была пзедзожспа Шзсном и Дыбаном [Л. 48). Путем ряда преобразований известных зависимостей по контактному тсплообчену авторы предложи ти кчнтериал~ пое узавпепне Ч и, = 1 + с (Р,'ч,)ч, (1-24) где Чи,=а„йе(1, — бсзрззкерный комплекс. ояалоги шый по структуре гритерпю Йуссельта ((гз высот» выступов шероховатости при гуленгн1 нагрузке). По мнению авторон работы [Л. 48], ныражщшс (1-24) пслссообратпо испол,чпаать пр» расчете теплообисиз ~срез контакт, находящийся а гзубакои вакууме.
Путем обработки данных по контактному геплообмспу работ самих авторов [Л. 7, 8] и работ других зсглслоньтелей [Л. 9 — 11, 18, 23] н гоотвстствин с урнзпеннем (1-24) иолучспо сзедуощее критсризльпое уравнение н безразмерных коорпипатнх (чис. 1-23). у (,йо,з Дц =. 1+81 '(1-28) Как пгпогредстне!шо следует нч анализа рнс. 1-23, уравнение (1.2б), имсющсс постояппыс ззачшпш величин с и л, с гогргппюстыо пс более 18Ъ описывает результаты большипгтна опытов различных нсследоватетей. В то жс нрсь.я з ряде случаев, а именно при контакте смшпаппых пар (латунь — дюраль. стан — дюраль), откло- 38 песня опытпыч данных от величии, ~ олучяемых по уравнению 11-25), доходы до ббпр йлторы риботы [Л. 43[ обз яспяют втп отклонения ьлияинсм нлзрао.топни тсплосыго патока па термическое сопротпнлс.
ннс прн контакте разнородных металлов, ссылаягь на результаты работы [Л. 43) Следует отмстить, ч~з работа [Л, 48) построена пч ае "л и упрощенных теоретических представлениях. Весь вопрос о течлообменс в зоне контакта по сттл дела сподлтгя к онределепи~а гопротн!лезин дпух параллелью включеииых линейных праводчнкон, т. е.
авторачн отдул. сывается представление о совротнвлснпи фактического кан. такта, как сопротивлении салаги. ванна линяй теплового нагоню 11с приплиаются так кс нов,шпанке и аккачодапвоппью' эффекты, нлляине которых может сужестпепно лтчепить созративлснзс чезеч ванч контакта 1)акаисн, необходимо оста. напиться иа рабатах Шлык: иа [Л. 49, ЬО), в которых прпнолитгя нанболсс полны)г тсозы тн~сский анализ моделей явйспяя контактного течлообчеиа и предлагаются упиаерсальпыс расчетные чявигичастп. В зтих работах, каи и в [Л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
