ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности различных способов теплопередачи из "Проектирование технологии пайки металлических изделий Справочник " Распространение тепловой энергии в пространстве осуществляется тремя способами — теплопроводностью, конвекцией и излучением. [c.229] Теплопроводность — атомарно-молекулярный перенос теплоты от частиц с более высокой энергией к частицам с меньшей энергией в рассматриваемом объеме пространства. [c.229] Распространение тепловой энергии с нагреваемой поверхности в глубь твердого тела происходит только теплопроводностью. Скорость распространения тепловой энергии и изменения температуры по объему нагреваемого тела характеризуется коэффициентами теплопроводности Я,, Вт/(м-К) и темпе ратуропроводностн а, мУс. [c.230] Теплопроводность металлов зависит от температуры максимум теплопроводности металлов находится в области температур сверхпроводимости (20 К). Выше и ниже этой температуры теплопроводность металла уменьшается. Так, для меди при 20 К Я.=4,8 кВт/ /(м-К), а при 293 К Я.= 393 кВт/(м-К). [c.230] Зависимость те17лопроводности металлов и сплавов от температуры определяется уравнением Ят=Хо(1+а7 ), где а — коэффициент, определяющий изменение кт от температуры. [c.230] С изменением температуры теплопроводность может изменяться не только по величине, но и по знаку. Например, теплопроводность железа и малоуглеродистой стали с повышением температуры снижается, а аустенитной стали повышается. [c.230] Теплопроводность сплавов ухудшается при развитии внутренних напряжений третьего рода (в пределах кристаллической решетки), например в результате образования твердых растворов в сплавах с непрерывным рядом твердых растворов. При этом минимум теплопроводности имеет место примерно при равной концентрации компонентов. Теплопроводность металлов возрастает с увеличением их зерна [78]. Считают, что коэффициент теплопроводности аддитивен для многофазных сплавов. [c.230] Теплопроводность неметаллических жидкостей и газов на несколько порядков меньше теплопроводности твердых металлов и ёплавов. Поэтому тепло в жидкостях и газах распространяется практически только конвекцией и излучением. [c.230] Конвекция — это процесс переноса тепла путем перемещения в пространстве отдельных объемов жидкости или газа, нагретых до различной температуры. В самой движущейся среде перенос тепла осуществляется теплопроводностью. Величина удельного конвективного теплового потока, переносимого жидкостью или газом с плотностью р, кг/м , определяется по формуле Qk=pvH, где v — скорость потока жидкости (газа), м/с И — энтальпия, Дж/кг. [c.230] Перенос тепловой энергии к поверхности паяемого изделия потоком жидкости (газа) описывается законом Ньютона—Рихмаиа dQ=aK t—toKp)dF, где dQ — тепловой поток, Вт dF — элемент поверхности, м t — температура поверхности паяемого изделия, °С окр—температура окружающей Среды, °С к — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м -К). [c.230] Коэффициент теплоотдачи характеризует тепловую проводимость окружающей жидкости или газообразной среды и численно определяет интенсивность теплоотдачи к поверхности тела. Коэффициент теплоотдачи при пайке зависит от конструкции паяемого изделия, его габаритов, температуры и скорости движения окружающей Среды, ее физических свойств. Наибольший коэффициент теплоотдачи имеют жидкие расплавы солей и металлов [232— 1163 Вт/(м -К)]. Поэтому скорость нагрева деталей в них, особенно при низкотемпературной пайке, в 3—6 раз выше, чем при нагреве в печах с газовой атмосферой. [c.230] Излучение—процесс распространения тепловой энергии в виде электромагнитных волн. Электромагнитные волны возникают вслед- ствие движения заряженных частиц — электронов и ионов. [c.230] Тепловая энергия передается электромагнитным излучением с длиной волны Я.=0,4ч-800 мкм, т. е. световым и тепловым излучением. [c.231] По закону Планка плотность потока излучения при заданной температуре имеет максимальное значение для определенной длины волны. Если в выражении закона Планка вторая константа j ЛТ, то он сводится к простому соотношению между температурой и длиной волны, соответствующей максимальной плотности радиационного теплового потока — закону Вина Ята1 =сопз1. Следовательно, с повышением температуры тела большую часть тепловой энергии переносит тепловое излучение, а меньшую —световое излучение. [c.231] Способность тел воспринимать эти виды излучения существенно зависит от величины и состояния их поверхности. По закону Стефана—Больцмана удельный радиационный тепловой поток твердого тела, нагретого до температуры Т, через его поверхность qr= (Tf /100) т. е. пропорционален четвертой степени абсолютной температуры поверхности твердого тела и зависит от ее состояния. Коэффициент лучеиспускания серого тела С=еСо, где e=0-i-l,0(e — степень черноты серого тела). Абсолютно черное тело поглощает любое световое излучение [Со=5,76 Дж/(м -с-К )]. [c.231] К серым относится большинство тел, поглощающих лишь часть светового излучения. Так, для окисленной металлической поверхности при 20°С е=0,6- -0,95, а для полированной е=0,2-г-0,4. С повышением температуры твердого тела е возрастает, а при плавлении достигает 0,9—0,95. [c.231] Если распространение тепловой энергии осуществляется одновременно несколькими способами, то говорят о сложном теплообмене. Так, перенос теплоты теплопроводностью и конвекцией называют конвективным теплообменом, теплопроводностью и излучением — радиацнонио-коидуктивным, теплопроводностью, конвекцией и излучением — радиационно-конвективным теплообменном. В практике нагрева при пайке встречается как простой, так и сложный теплообмен. [c.231] Вернуться к основной статье