ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы исследования теплообмена из "Теплообмен через соединения на клеях " Изучение процесса теплообмена клеевых соединений требует постановки целого ряда экспериментальных исследований. С этой целью были проведены исследования теплообмена в зоне различных клеевых соединений и определение термического сопротивления клеевой прослойки при различной природе субстрата н связующего, разных режимах отверждения и т. д. [c.100] В тех случаях, когда задачей экспериментального исследования является получение информации о термическом сопротивлении клеевой прослойки с максимально возможной точностью, предпочтение отдается стационарному методу, основанному на закономерностях для стационарного теплового потока при использовании плоских изотерм с условиями dTjdr=0 или Т х, у, z) = onst. [c.101] Для получения экспериментальных данных, характеризующих формирование во времени тепловой проводимости или термического сопротивления клеевых прослоек, применяется нестационарный метод, основанный на закономерностях регулярного режима второго рода, т. е. квазистационарного теплового режима [Л. 93]. [c.101] Стационарный метод экспериментального определения термического сопротивления iR клеевой прослойки основывается на законе Фурье и дифференциальном уравнении теплопроводности для неограниченной пластины с изотермическими поверхностями при стационарных условиях теплового режихма и использует расчетное уравнение R=ATjq, где ЛГ — температурный перепад в зоне клеевой прослойки 7 —тепловой поток через клеевое соединение. [c.101] При осуществлении стационарного метода через два склеенных по торцам цилиндрических образца с адиабатическими поверхностями (рис. 4-1,а) проходит тепловой поток постоянной плотности и производятся измерения температур по длине образцов с помощью набора термопар, расположенных в аксиальном направлении. При наличии качественной теплоизоляции и принятии мер, способствующих выравниванию температуры на боковых поверхностях образцов, кривые 7 =/ /) практически не отличаются от прямых (рис. 4-1,6). [c.101] Для тепловых потоков значительной плотности и при сравнительно коротких образцах из высокотеплопроводного металла можно пренебречь зависимостью теплопроводности от температуры и принять линейное распределение температур по длине образцов. [c.103] Из одномерного уравнения Фурье или выражения (4-1) по известной теплопроводности склеиваемых металлов и градиентам температур образцов (рис. 4-1) определяется плотность теплового потока q через образцы. [c.103] Разность тепловых потоков по обе стороны от клеевой прослойки (образцы 1,2) благодаря надежной тепловой защите от радиальных тепловых потерь не превышает 5%. [c.103] Для измерения ЭДС термопар использовался компенсационный метод, осуществляемый с помощью потенциометра 7 типа Р-306 в комплекте с гальванометром 8 марки М195/3, щеточным переключателем 5 и сосудом Дьюара 10. [c.106] Стационарный тепловой режим обычно устанавливается через 4—5 ч после выхода на рабочий режим нагревателя и холодильника, при этом установившимся обычно считается режим, когда три последовательных замера показаний термопар, следующие с 10-минутным интервалом, различаются не более чем на 0,1°С. Процесс установления стационарного теплового процесса можно визуально наблюдать на диаграммной ленте самопишущего потенциометра 11. [c.108] Опытные образцы с клеевыми соединениями выполняются в виде двух склеенных цилиндрических блоков диаметром 68 и общей длиной 120 мм (рис. 4-6,а), а образцы с клее-механическими соединениями — в форме дисков диаметром 178 мм и толщиной 6—12 мм (рис, 4-6,6). В склеенных образцах первого типа под спаи термопар выполнено по восемь радиальных сверлений диаметром 1,5 мм на глубину радиуса образца. Расстояние между соседними отверстиями составляет 6 мм и от зоны клеевой прослойки 3 мм. Использование такого количества термопар позволяет осуществлять контроль за локальным изменением температурного градиента. Расположение термопар контролируется с помощью микроскопа. В каждый образец второго типа с обеих сторон относительно клеевой прослойки монтируется по четыре термопары, выводы от которых укладываются в специально подготовленные пазы. [c.108] Измерение температур производилось с помощью хромель-алюмелевых термопар с термоэлектродами диаметром 0,5 мм. В целях обеспечения надежного теплового контакта горячего спая термопар с металлом образца все термопары жестко фиксировались по отношению к образцу с помощью керамической дистанционной распорки. Термоэлектродные провода были электроизолиро-ваны с помощью покрытий из. термостойкого клея ВС-ЮТ. [c.108] Обстоятельство, при котором температура в любой точке оказывается линейной функцией времени, имеет существенное значение при реализации предлагаемого метода в процессе определения термического сопротивления R клеевой прослойки. [c.109] Нестационарный метод определения термического сопротивления i/ дает возможность оценить среднее термическое сопротивление прослойки за весь период нагревания образцов в любом интервале температур. [c.109] Участки нестационарного режима, полученные в процессе обработки показаний температур, зафиксированных при опыте на диаграммной ленте, разбиваются на интервалы по изменению времени Ат, после чего определяется разность температур Д7 = 7 к—T- +i на каждом из них (7к и Tk+i — температуры термоплр, расположенных друг против друга в направлении вектора теплового потока). [c.109] Погрешность опытов при этом составляла в среднем 20%, достигая при малых тепловых потоках 25—30%-Для экспериментального исследования теплообмена в зоне клеевых соединений при нестационарном тепловом режиме использовался модифицированный вариант установки, приведенной на рис. 4-2. Основной модификации подвергся рабочий участок, схема которого показана на рис. 4-7. Источниками теплового потока постоянной плотности являлись нагреватели /, 2. Сток тепла осуществлялся к водяному холодильнику 3 через систему образцов 4. В качестве образцов применялись склеенные цилиндрические блоки диаметром 68 и длиной 70 мм. Для снижения радиальных тепловых потерь использовались боковые экраны 5 из материала образцов и охранная тепловая изоляция из порошка окиси магния, Боковые потери тепла при этом не превышали 4—6% общего количества подводимого тепла для каждого склеенного образца. [c.111] Вернуться к основной статье