Теплообмен через периодически контактирующие металлические поверхности

• Автор: Карпов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Условные обозначения и размерности

ГЛАВА 1. Анализ состояния проблемы контактного теплообмена. Цель и задачи исследования
1.1. Основные понятия о тепловом контакте твердых тел. Контактное термическое сопротивление
1.2. Основные факторы, определяющие формирование контактных термосопротивлений для статических контактов

1.3. Состояние проблемы теплообмена в системах с нестатическими контактами

1.4. Выводы. Цель работы и задачи исследования

ГЛАВА 2. Моделирование процесса теплообмена через периодически контактирующие металлические поверхности
2.1. Задача о контактной теплопроводности двух периодически соприкасающихся стержней
2.2. Тепловая модель процесса теплообмена через периодически соприкасающиеся поверхности стержней при отсутствии контактного термосопротивления
2.3. Тепловая модель процесса теплообмена через периодически соприкасающиеся поверхности стержней при наличии контактного термосопротивления
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. Постановка, программа, методика и установка для экспериментальных исследований
3.1. Характеристика и программа экспериментальных исследований
3.2. Объекты исследований
3.3. Планирование эксперимента

3.4. Методика и установка для исследования теплообмена через периодически контактирующие металлические поверхности и определения контактных термосопротивлений для замкнутых контактов
3.5. Статистическая обработка результатов исследований и методика определения погрешностей
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований
и их анализ
4.1. Теплообмен через периодически соприкасающиеся металлические поверхности при отсутствии контактных термосопротивлений
4.2. Теплообмен через периодически соприкасающиеся металлические поверхности при наличии контактного термосопротивления
4.3. Влияние макрогеометрии контактирующих поверхностей, природы материала контактных пар, температуры, усилия прижима и наличия окисных пленок на теплообмен через периодически соприкасающейся поверхности
4.4. Практическая реализация научных решений
4.5. Выводы
Основные выводы и результаты
Список использованной литературы
Приложения

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И РАЗМЕРНОСТИ
* Тк — температура в зоне контакта, К;
2 — тепловой поток, Вт;
Хм - коэффициент теплопроводности материала, Вт/м К; а - коэффициент температуропроводности, м/с;
Р - усилие прижима, МПа;
V - частота, гц;
Я - общее термическое сопротивление тепловому потоку, л?К/Вт;
Як - контактное термосопротивление, м2К/Вт;

тк - время в течение одного цикла, когда поверхности находятся в контакте, с;
Я - длина стержня, м;
• й
ппр - длина участка стержня, представляющая термосопротивление вследствие периодического прерывания теплового потока, м;
Нк - длина участка стержня, представляющего контактное термосопротивление, м;
Я2 - средняя высота выступов микронеровностей, м, мкм;
Нв— средняя высота волн, м, мкм; с/Ж(/в - относительная неплоскостность;
% х,у,г- декартовы координаты.

Отсюда

"р 1-Я
(2.62)
Для отражения независимости термосопротивлений И] и Яг введем безразние вследствие периодического прерывания процесса теплообмена при разъединении стержней и непосредственно стержня, а также соотношение длительности контакта к длительности периода.
Особый практический интерес представляет установление зависимости
Установление зависимости (2.63) для условий, близких к реальным, возможно лишь при проведении специальных экспериментальных исследований.
2.3. Тепловая модель процесса теплообмена через периодически соприкасающиеся поверхности стержней при наличии контактного термосопротивления
Рассмотренный в разделе 2.2 вариант тепловой модели, когда пренебрега-ется влиянием контактного термосопротивления при замкнутых контактах на общее термосопротивление тепловому потоку, не всегда реализуется на практике. Более того, как отмечалось в главе 1, в реальных соединениях металлических поверхностей зачастую необходимо учитывать контактное термосопротивление в зоне раздела.
На рис. 2.6 приведено распределение температуры в «горячем» стержне в статическом и прерывистом состоянии при наличии контактного термосопротивления. Появление дополнительной переменной в лице контактного термосомерные комплексы —и (утк ), характеризующие собой термосопротивлеч
(2.63)