ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные обозначения из "Тепловые измерения методом текущей компенсации " С= ( с—йо)5, вся трудность заключается в измерении коэффициента теплообмена. [c.7] Потребность в таком измерении появилась одновре менно с использованием этого закона. Несмотря на это, непосредственных измерений местных коэффициентов теплообмена (и тепловых потоков) на теплоотдающих поверхностях инженерных сооружений практически не производится. Причиной этого являются принципиальные трудности в осуществлении таких измерений. Обзор существующих методов опытного определения коэффициента теплообмена дан, например, в [Л. 32]. [c.7] Недостаточная изученность процессов теплоотдачи объясняется больщой их сложностью, а также тем, что тепловые процессы слишком медленны и трудно регулируемы (например, по сравнению с электрическими) кроме того, ет простых экспериментальных средств, с помощью которых тепловой поток можно было направить по точно определенным направлениям. [c.7] Тем не менее необходимость технического развития во многих облас1ЯХ прикладной физики постоянно требует исследований в этой области, и в частности исследований применительно к электрическим машинам. Такое положение привело автора к разработке нового способа экспериментального определения коэффициента теплообмена. [c.7] Зцачительную долю контактной зоны (так же, как и в дисперсных пористых материалах) занимает воздух. Дисперсными магериалами называют двухфазную (или трехфазную— в случае, когда присутствует связанная влага) систему, состоящую из твердых частиц, разделенных промежутками, заполненными газом. [c.8] Контактной зоной называют зону соприкосновения (контакта) поверхностей двух твердых тел. Это соприкосновение имеет дискретный характер, так как поверхность всякого тела щероховата. Промежутки (полости) между контактными пятнами заполнены газом. С этой точки зрения дисперсную структуру можно характеризовать как многократно повторяющуюся контактную зону. Поэтому процессы переноса тепловой энергии через контактную зону и дисперсный материал имеют много общего. [c.8] Процесс переноса тепла через контактную зону будет нас особенно интересовать. Это обусловлено тем, что на особенностях этого процесса, никем до сих пор не замеченных, базируется предложенный метод. Нам предстоит показать, что процесс теплопередачи в системе, содержащей контактные зоны и участки с дисперсной структурой, нелинеен, и анализировать эту нелинейность. Из математического анализа теплопроводности известно, что уравнение теплопроводности становится нелинейным, если его коэффициенты непостоянны. В нашем случае это сведется к выяснению характерной зависимости коэффициента теплопроводности контактных зон от температурного градиента. Этому посвящена значительная часть книги. Перейдем к краткому обзору литературы (под интересующим нас углом зрения), позволяющему составить представление о состоянии исследований предмета нащего внимания. [c.8] Передача тепла из одной части пространства в другую осуществляется тремя различными путями теплопроводностью, конвекцией и излучением. [c.8] Суммарная площадь контактных пятен в контактной зоне в дисперсных материалах мала по сравнению с полной площадью. Если контакт осуществляется при свободном касании без давления, то практически площадью контактных пятен можно пренебречь. Поэтому тепло почти полностью передается через зазор посредством теплоиередачи среды. Сложный процесс теплопередачи в дислераных материалах принято оценивать результирующей (эффективной) теплопроводностью. [c.9] 37 и др.] отмечается, что в дисперсных материалах теплофизические характеристики, в том числе и коэффициент теплопроводности, не остаются неизменными с изменением температуры. [c.9] В последнее время делаются попытки оценить количественно роль каждой составляющей в общей теплопередаче для некоторых дисперсных материалов. [c.9] Каганер и Л. И. Глебова [Л. 23, 24] исследовали зависимость теплопроводности дисперсных материалов от давления газа. Это позволило, как и в предыдущей работе, количественно оценить роль составляющих проводимостей з результирующей теплопроводности дисперсных материалов. Из работы следует, что около 90% тепла передается через газовую фазу, заключенную в порах и ячейках. [c.9] Бреннен [Л. 4] считает, что в теплоизолирующих дисперсных материалах из-за многократного чередования фазовых поверхностей раздела кондуктивная теплопроводность играет незначительную роль. Через воздушные пузырьки передается около 75% всего тепла. Остальные 25% приходятся на контактную теплопроводность и теплопрородпость твердого вещества. [c.10] Шлыков [Л. 39] объясняет зависимость контактной теплопроводности от температуры тепловым короблением и расширением соприкасающихся материалов, термоупругимн напряжениями, термоэлектродвижущей силой, работой выхода электронов, эффектом Смо-луховского, изменением прочностных свойств материалов в месте соприкосновения, влажностью, анизотропностью и т. д. [c.10] Уэйлс и Райдер [Л. 35] в опытах по исследованию контактной теплопроводности металлических образцов отмечают значительное увеличение проводимости контакта с повышением те.мпературы. [c.10] Берцелей и др. [Л. 2] в исследованиях влияния различных факторов на контактное тепловое сопротивление металлических образцов отмечают, что тепловое сопротивление контакта уменьшается с ростом температуры. Авторы приходят к выводу, что кондуктивная теплопроводность, теплопроводность среды и тепловое излучение взаимозависимы. Поэтому они отрицают возможность раздельного определения составляющих теплового сопротивления контакта и их последующего суммирования как трех параллельно включенных сопротивлений. [c.10] Подведем некоторые итоги. В дисперсных материалах происходит многократное чередование контактных соединений твердой основы. Суммарная площадь их относительно невелика, поэтому кондуктивный перенос тепла через твердую основу незначителен. Основной геплопередающей средой является газовая среда, пронизанная каркасом из твердой основы. Это верно в широком диапазоне изменения плотности дисперсных материалов. [c.11] Принято считать, что газ, заполняющий поры, не совершает никакого или почти никакого конвективного движения, если пористое тело имеет поры маленьких размеров и малые перепады температур. Исходя из этого, нельзя ожидать заметных изменений теплового сопротивления диспераных материалов при незначительных изменениях температуры. По установившейся традиции влияние температуры на теплопроводность представляется как зависимость эффективного коэффициента теплопроводности от средней температуры. [c.11] На рис. 1 представлено несколько кривых, показывающих зависимость эффективной теплопроводности от средней температуры. Кривые 1—5 заимствованы из справочников. Кривые 6—9 получены экспериментально в настоящей работе. [c.11] Вернуться к основной статье