ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Параметры контакта зерен из "Теплопроводность смесей и композиционных материалов " Номинальная и фактическая площадь контакта. В большинстве теоретических работ, посвященных исследованию теплопроводности зернистых систем, перенос тепла через контакты частиц либо игнорировался, либо учитывался введением аддитивного добавочного члена в расчетную формулу [52, 79, 137, 142]. [c.90] Современное состояние теории контакта твердых поверхностей не позволяет предложить надежный метод аналитического определения параметров контакта для природных или искусственных зернистых материалов. В большинстве теоретических и экспериментальных работ в этой области изучались плоские металлические обработанные поверхности. [c.90] В использованной нами модели контактной зоны величина теплового сопротивления твердой компоненты практически не зависит от того, происходит ли перенос тепла через единственное пятно контакта или через совокупность отдельных пятен, общая площадь которых равна площади единственного контакта (рис. 3-10, а, б). При анализе параметров контакта эта особенность модели естественно будет отражена. Ниже предложен метод аналитического определения относительного размера фактического пятна контакта, а также сводка данных об относительной высоте микрошероховатостей у зернистых материалов. [c.90] Рассмотрим процесс образования контакта двух шероховатых частиц сферической формы, сближающихся под действием сдавливающей силы. Касание частиц в первоначальный момент происходит в трех точках по выступам наиболее высоких микрошероховатостей, не лежащих на одной прямой (рис. 3-10,а). Если усилия, возникающие в точках контакта, превышают предел прочности материала зерен, то у хрупких материалов происходит разрушение, а у пластичных — сплющивание зерен. Деформация зерен при сплющивании сопровождается ростом номинального пятна контакта. [c.90] Относительная площадь контакта зависит от формы и размеров микрошероховатостей, прочностных характеристик, величины внешней нагрузки и изменяется в широких пределах. Для плоских обработанных металлических поверхностей, контактирующих под действием нагрузок, меньших 2 10 н1м , величина относительной площади контакта колеблется в пределах Ы0-2 т) 1-10- [62, 93]. Нам неизвестны данные о величине относительной площади контакта природных зернистых материалов с необработанной поверхностью в состоянии свободной засыпки или под действием внешней нагрузки. Для предварительной оценки параметров контакта в таком случае можно было бы использовать результаты, полученные на плоских контактирующих поверхностях, если бы размеры микронеровностей были много меньше радиуса кривизны самих частиц. В табл. 3-1 приведены результаты измерений высот микрошероховатостей различных природных и искусственных зернистых материалов [93]. [c.91] Из таблицы видно, что даже для материалов с необработанной поверхностью размеры шероховатостей значительно меньше радиуса кривизны самих частиц, что подтверждает возможность использования в первом приближении формул (3-45), (3-46) для грубой оценки параметров контакта зернистых материалов. [c.91] Для определения номинальной и фактической площади контакта по формулам (3-45), (3-46) необходимо знать величину сдавливающего усилия Р. Сдавливающее усилие между частицами может иметь различную природу (внешняя нагрузка, давление вышележащего столба в гравитационном поле, силы поверхностного натяжения и электростатического притяжения) и изменяться в широком диапазоне в зависимости от условий опыта. Однако силы поверхностного натяжения и электростатического притяжения, как правило, много меньше внешней нагрузки и силы тяжести, за исключением особых случаев (частицы менее 10 мкм, отсутствие гравитационного поля и т. п.). Поэтому для крупнозернистых систем ( 0,1 мм) в большинстве случаев величина сдавливающего усилия определяется давлением вышележащего слоя или внешней нагрузкой [24]. [c.91] Здесь Pi — плотность вещества зерен. [c.92] В реальной засыпке силы сдавливания между зернами будут меньше из-за наличия сил трения. Поэтому зависимость (3-51) можно рекомендовать лишь для приближенной оценки усилий в контакте. [c.92] З-Ю н/м (3 кг/см ) величина Ео практически постоянна и равна 650-10 н/м (650 кг см ). [c.93] Последнее обстоятельство подтверждает предположение о том, что деформация засыпки зерен при удельных нагрузках Руд 3 кг см происходит за счет разрушения микрошероховатостей в зоне контакта. И лишь при нагрузках руд 14-10 н/м (14 кг см ) наблюдается изменение модуля упругости засыпки, соответствующее формуле (3-52). [c.93] Вернуться к основной статье