Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 9
Текст из файла (страница 9)
14), термическая пропшдима:ть контакта и, с учетои ряди лопунгеплй прелставляется суммой двух проводимостей: межконтактнай среды а„, и мест фактического копталта а.:. Ввиду сложнагги микрогсачетрлн контактируюших поверхьоса.й принимается малс..ь, согласно которой пятна фактичсско о контакта пзи.
ннчаогся ча кру и со средним ради)сом а при нх равномерном распределении па номинальной поверхног~п контакта. В этом случае тирчичссгыя проиолнмос и контакта апреле. лнетсп в анде , [1-2б) где ф — коэффипиеит стягивания, у:штываюпгий нзаямное влияние пронодичагти нчтеп ко:гтвкта и мс;ккоптактпой срс- — ф( 30-Г Г 3 Ь 5 )0 а) )йа ° 5ЮГЗЬ5Г0 б) Рис. 1-23. Результаты обработки о безразмерных координатах опытных лаапых по тсплаобьгепь в зо. иа контакта образцов из стал~ [а) и цветных мсталлоз (б).
3() 2 — а 2 гн,>с, глс а — коэффициент аккомодапии; Л вЂ” длппа своболпого пробега молекул газа; с» и са — изобарпэя и и>охорпая теплоемкости газа. Значения величко, входящих а (1-28), для пгкоторых газов при тсмпгратуро 7=288' К и дпвлеппи 760 мл рт. ст. приэслспы я табл. 1 3. (1-28) Таблица 1-3 зпачепия иеличии, пкодящих в уравиепме (1-28), для некоторых газов а,>а, лнн Рг гчэн Ста К! щ >л 1,41 1.67 1,67 1,40 0,7! 0,70 0,57 0,7! 0,20 П,З8 0,85 0,53 22,1 14,8 б,! 4,5 15.0 28,5 10,0 9.6 Вспорол Гелий Ар>оп Воздух . !!ос»с эпедеп>и огпосятельоыт псла щп Х=б,,„;,!21, и р= =бна >5.
в ураэчсппе (1-27) прсдстащися и пикс > а+ 1>Х о где с 5(Ю»)/б„на — отпоситещ,пзя толщина зазора; л„„н„— максималы>ая пелпчппа >э>оря между коптактоьв>и понерхиостямп. 40 (1-29) лы п яплн>оощйся ф)икппсй о>посптс>п а плщнпдп фактического ьоп>ак,».
Для практзческого припспспия выражения (1-26) необходимо найти;>е>пения для вс»ичпп с, б.,;, и ч. сэ.ыав п> и >слзарптельж> с >исто>ой ог>работки попсрхпостей, контактным дпплс >псы и харзктераст>щамп хсжкао>ои среды. Определеопе зкщ>аалептпоо толщины прослойки среды б„„, сводптси > услозп>о рааспстоз се тсркщ>ес> ого сопротиэлепяя термическому гоэротяплспп>о слоя персис:п.ой тощципы. )(ропе того, эспбходпл>о учи>ывпть ээкутм> ыг яплсппп, когда длппп саободпого пробега молекул г.>ы я копты>тпол зопс стапопится соизмеримой с толщппои зазора.
Вкоиаалептпзя толщина проглог>ки лтежкоптактпой среды с учетом сс дискретности описывается вырэп сьпеч 1 ! ~' >12н баа. 5н,) 8(бн)+ 2!а (1-27) Ъ, где !а — адлппп температурного скачка»! согяаспо даппып рабаты (75 51) алли>щ температурного скачка» определяется следук>щпь> урояпсппсм: гке ь,'и„— критсрш) Нусссльта ллв тс!шоне!о контакта в вакууме, т. с. безраамсрпня проводнчость фаьтечегкого контакта.
Обработка гшы!пых данных различоык авторон, представленная па рис. 1-24 и 1-25, полно.!ила Шб!икову !Л. 49) голу шть следующие зависимости длн теплового контакта: а) в аакууьте руп„=оу (3. К) ! 1-36) б) п ус.!опиях ьтыовой срель! ! у р ь,ь! — + 8 !О' Х ~ — . К ) ° 11-36) ° — 2!лью+~„) где хопф)и!!иенс К.— 1 прк й„ты+бы,т,л 30 мкм; 30 ' 'lз К=- (й — — „) пРи 1О мк.н~6„бь+й,ть(30 мкм; йьгь+ ""лб~ 16 К =-,, нри йш, + йгг,( Рй м .. больаьизстно опытных точек с погрсшвогтьн! Ш20г!б обобщаетгя зависимостями (1-35) и )1-36); при зточ указывается, что уравнг~+ бпе 11-35) ножпо использовать и для оленки проводимости и„-! ' б фантнчесхого ьшптакта поверх. пастей с вопнистостыо н.!и ма,-Л, Л звключгшие автор работ -е, 131. 19, 50) отме !ает упннврсаль-а, вость прсдложгчпых расчетнь:х зсввсичостсй !1.351 и )1-36).
что н спою пьсрел! расширяет облссть их пркмспенпя н позао.!нет чостаточно гоч!ю оисибть величину контактного ! рянчсского сопро"иалепия соелипсгл" латаю .тгл Ю Лриведсипый выше обгюр Рис. 1.24. Результаты обработка зкспсриь витальных и тсозстиа безразмерных координатах опыт- !есквх рабат по гсзлообиспу ных лавпых различных ввтороа по а вонс контакта разьсчпь!х со. контактному тсплообмспу в воз- слнпеппй гочволаст выделить душ!.ой среде. слепу!ощие ос.юш!ыс по.!о,ке. г, г, б,б !альба ьвна, -т,та; ! Л; Л! ПЛИ! зл!в«ьн !зц' — !!1:бб 7 '«бь мх!с! '1. Итчепепня вс:!нчгиы на!!с!! оа ьч!л '*йг — Л!ьгььп оь)лшп грузкн па ь!ььнтактнру!пп!не тг. л.-бьгьнь' Рн а„,ь! зе и 1, !.
вз!. ла, чистою обРа,ютки сопРи- кбсаюгннхся повертносгей и тс»поря г! ры в зопо контакта итчс! » ог площачь факта !ток!го ьоптаьги оьгь ч Мшккшмактпой среди, физико-ыгьшпшггшп* ха ьнкгорисг.п.н ьш-ерин.ьав л фнгшьс кнс свойстна среды, что приводит к измепспл!о термического сопротивления контакта. 42 2. Лпялиэ контактного теп.чсюбмснз н большинстве теоретических работ пронолитсн по упрощенной модели, для которой зкапналшпнан толшкпа: азора остастсн постояняош 3. Рассмотрение схсы тепловом кпптькта и богшшиистпе теоретических нсследопаннй чрезмерно идсалиэнрустсп( нри этом за осно.
иу принимается ко:жактиров.- пис исклюгителыго гглосьих:ю. л 4. Обасноаэние фим геской сушдосги яалеянн ыехапичсгкого контакта л передача текла через соединю>зя двух гнердых ЭО тел и ряде нсследоаапнн прозо. л дится по-разному. 3. Из оольшого !нолт фор. мул по'контактному тышообмс-,л ну, прииске~гама о рассматриваемых работах, для приблл. З г жспногп рзгчета тсрчнчсскшо сопротиаления ллп тон.шпон т пронодимостп кпптлкта могут Р» злз быш Ртжомеидопа™ дли нго,, * — - плэ скнч поперхпостсй с чистотою обРабогки 4 — 9-го класса выРа- рис.
1-26. реч . ьг .ы обрлбо жение (14)), длн нонсрхпос'е(г и безршмерных коорпишжкх оиытоышс 7»о кязсса шсго ы при пьж данных разли ~них заторов по наличии нешюсхостпости (1 3) юатакпюму теплообмсиу в валля нонтактз н язк>уме по. ку уме. иерхпостсй с макроатклогге. à — шм ми а — Грач сан а„э —.ЗБ»к» пнямл (1-!4), для нсех понсрхпогтей и пэкууне [1.33) и ага.
железо, злмчвпя -гн!,,:, плрч" ~г~ы,. зоиых спелтх '(1-36) .Ус „,', „,,' ', "' „'ы )(ля более точяых расче- гг„->ьг»«» (г) че;,— ~х(н!Ьт врв тоа может быть использовача ь,,-пд»х» !л ы) г .1:ьт ярк пра коитак-е плоских повеРх- а, -тзл!»к» гл ый в — н оо.и рк юстон зависимость (1-6). ь,з-!з»к» !л, шь я — ксамгшекмыз Сосгогшие накопленного к ст ьь лэт «ась уг»ы !Л. чШ часгояжсму аречспн эксперл. чентзльно.теоретического ма. терпела мо коптакпкыгу теп.тоггбьгсп> указ»наст эз псобхо нмость сто дальнейшего уасличеьня и особсньо иостаноаки и разработки слсдуюгцнх нрактнчегкн еажных я неисследованных иочрпсов: 1. Теллообмеп через зоп> контактного соединения с поаерх.шстямп, еступяюжиын в перьоиачальпын контакт.
2. Тсплообмси через контактные соединения с поверхностями, имсннцичн еолнпстосп и кзкроотклокеюш 3. Влияплг времени аыдсржки поверхностей под пьгрузкой на контактное тер аичсгкое сопрет>гплспос. 4. Влишшс окне>.ых пленок нз сопровгнлепие а контякной зоне 6 Формирование термического сопршннлепнн контакта прн носта~>ногнгрноьг тенлоеом рсл нме. 6. 3(етоды нскусстнснного рсгулирпеапия терьшческого сопротиплспня и зокс контакта рззъемлых и псразъсьг>гых состипепий.
Перечисленные зонросы ь цслотг состаолюот ьгало исглсдоез ь иую облаем тсалообмеиа лп ГЛАВЛ ВТОРАЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИХ ПРИ КОНТАКТИРОВАНИИ 2Л. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА Из анализа работ, приведенных в предыдущей главе, видно, что природа контактного тсплообмена при соприкосновении поверхностей твердых тел обусловливается физико-механическими свойствами материалов и геометрическими характеристиками контактирующих поверхностей.
В связи с этим определение тепловой прова- димости нли термического сопротивления контакта может быть успешно решено лишь иа основе изучения закопомерностсй механического коптя ктировання поверхностей твердых тел, чему и посвящена данная глава. Поверхность твердого тсла в общем случае представляет собой довольно сложную систему, структура н состояние которой зависят от физико-механических свойств исходного материала, обработки поверхности, впав~них воздействий (прнложения нагрузки, наличия трения, влияния окружающей среды и др.) и изменяются во времени в пропессе этих воздействий.
На поверхности.любого тнердого тела всегда имеют место псронности, т. с. отклонения от идеально п.юской поверхности. Как бы тщательно пн обрабатывались поверхности деталей машин, онн никогда нс являются идеально гладкими. Например, наиболее гладкие металлические попсрхпостн по ГОСТ 2789-59 имеют неровности высотой 0032- 0,05 мкл ()4-й класс). Грубо обработанные металлические поверхности имеют выступы высотой )00--200 мкл; при этом выступы могут быть расположены на некоторой волнистой поверхности, Характер неровностей па поверхностях деталей машин обусловлен технологией их обработки.
Кроме того, прн воздействии нагрузки на поверхности, имеющие неоднородную структуру, могут иметь место неровности (шероховатость) из-за различного доформирования мате. риала. 11 а о бннб ~ ле )хрзйння граница поверхностного слоя твердого тела, соприкасаясь с газообразной, жидкой или твердой сре- дой, имеет переходную пограничную зону. В случае если тело находится в атлюсфсре воздуха, на его поверхности адсорбируются молекулы воздуха н водяных паров, образуя довольно плотный слой, толщина которого имеет обычно порядок 1О ' — 10-' лыс !1омимо этого, большинство мсталлов и сплавов окиглпст"я в воздухе уже при «омнагпон температуре и на пх поверхности образуется тонкая пленка акис.ш, толщина которой лежит в пределах 10 — 20 Расстонпий междУ з лбль лвзк хббьйн)) молекулами, увеличиваясь прп ' '%Ф' чрр ч повышении температуры.
И, нана~~:Р КОНЕЦ, Па РеаЛЬНЫХ ПОВЕРХПОСтЯХ Р Нбл) ббг' а б твердых тел, как правило, также удерживаются масляные включения с частицами ныли н абразива, с Отклонения плосКой поверхности от идеальной делятся пз; !)' геометрические; 2) зопзльныс, илн макронеровностн; 3) лбзло~ ч элемента, пли мнкронеровпостп; 4) субмикроокопическпс, пли субмикроперонности. чсга~ нн всровноггсн, Геолбетрическис отклонении нстречагошмссн нл реаль. плоской повсрхности твердого те ных поверхностях лета.
ла обусловлены геометрической С вЂ” манронероапогчн а мп- форыой И РЗЗМЕРЗМИ ТСЧЗ, СТРУК- крал ранпоспч р — макропе- турой н обработкой поверхности Раьнаггп. аолчнснсп. н мнкрсчеронносгн; б - полна н пр счасть и мнкраперочаосг ° : 4 †.макронероегасгн Оче. В Общвн Слунас ГСОМЕтричсе- се.к ак аолннсгосгь Оча. окая форма детали имеет боль спок лг) н мчкроиеравнастп; б — нолннсеосгь (с ыегам Х1 ШОЕ КОЛНЧЕСтВО раЗМЕрОВ, таК КаК и кнкрснергнпасчнс б — нал.
ннычсгь н мнкронероы гн через л~чьбгую се точку можно про на хчасгкак и н гплько мн- вести множество сечений; поэто. «р . р с «е б; 7 — мнм онсрапносгн му понятие размер многознач- Нп рокааагосчьк по. Расчетный размер детали, полученный конструктором после изготовления ес, определяется измерением. Излчнреиный размер детали включает сумму погрешностей, возпикаюгцих в процессе из- мерспия и за счет неточности измерительной аппаратуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
