Теплофизические характеристики покрытий

Прежде чем остановиться на описании методов, позволяющих определить теплофизические характеристики покрытий, рассмотрим некоторые общие вопросы, связанные с точностью определения этих коэффициентов. [c.128]

Для определения теплофизических характеристик покрытий g создана серия методов монотонного теплового режима и приборов для определения теплофизических свойств веществ в широком диапазоне температур [96, [c.139]

Для определения теплофизических характеристик покрытий с успехом применяется нестационарный метод для изотермического теплового источника 85, 92, 93, [c.145]

Рис. 6-20. Принципиальная схема установки для определения теплофизических характеристик покрытий.

Наиболее важными теплофизическими характеристиками покрытий, как и любых материалов, являются теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость, коэффициент теплового линейного (или объемного) расширения. [c.138]

Определение теплофизических характеристик рассматриваемых нами покрытий связано с двумя основными трудностями. Во-первых, число известных методов для определения теплофизических коэффициентов тонких слоев (толщина в десятые и сотые доли миллиметра) весьма ограниченно. Это объясняется те.м, что в ряде случаев требуется точное измерение температуры внутри образца, как правило, в двух точках. Такие измерения, естественно, не удается осуществить в тонких пленках, так как при незначительной толщине исследуемого слоя его термическое сопротивление оказывается соизмеримым с термическим сопротивлением контактов термопар, что приводит к большим неточностям при абсолютных измерениях. [c.122]

Во-вторых, рабочий интервал температур покрытий значительно отличается от комнатной температуры, для которой разработано большинство методов. Исследование же теплофизических характеристик в широком интервале температур является задачей несравнимо более трудной. Хотя в решениях дифференциального уравнения, лежащего в основе всех методов определения теплофизических характеристик, не накладываются ограничения на область температур, в которой будут справедливы искомые результаты, однако практическая реализация больщинства известных методов связана с большими техническими трудностями, обусловленными постановкой высокотемпературного теплофизического эксперимента. [c.122]

Мы отмечали ранее, что комплексное определение теплофизических характеристик материала возможно при помощи методов, основанных на решении уравнений нестационарного поля температур. Применение этих методов, позволяющих из данных одного непродолжительного (менее 1 мин для тонкослойных веществ) эксперимента определить тепло- и температуропроводность, для исследований покрытий весьма перспективно. [c.141]

В работе [116] описан метод определения коэффициента тепловой активности покрытий в ударной трубе (относительным) импульсным методом. Источником теплового импульса длительностью от нескольких микросекунд до долей секунды служит в этом случае высокотемпературная пробка между ударным фронтом и контактной зоной. При числах Л4 = 4т-12 величина поверхностной плотности теплового потока составляет = (1 -ь 10) 10 кВт/м . Так как современная регистрирующая аппаратура позволяет вести запись теплового процесса при длительности его около 1 мкс, то появляется возможность измерять теплофизические характеристики тонких покрытий (минимальная толщина 10 мкм). [c.143]

Из анализа механизма переноса тепла в покрытиях, нанесенных тем или иным способом, следует, что эфф существенно зависит от целого ряда факторов. Поэтому если не учитывать влияния давления, состава окру жающего газа, степени пористости покрытия, температуры, при которой проведены измерения, то можно получить значения теплофизических характеристик, отличающиеся от истинных величин в несколько раз. [c.162]

Ударная волна создается в результате мгновенного импульсного воздействия на поверхность материала, вследствие чего тонкий поверхностный слой быстро испаряется. Давление этой волны и интенсивность механического воздействия определяются плотностью мощности лазерного излучения и теплофизическими характеристиками материала поверхностного покрытия (отражательной способностью, энергией сублимации и ионизации обрабатываемого материала). Облучению подвергали образцы без покрытий, с прозрачным кварцевым покрытием, с покрытием в виде свинцовой фольги, а также с комбинированным покрытием кварцем и свинцом. При воздействии излучения на свинцовое покрытие из-за низкой энергии сублимации свинца это покрытие испаряется раньше, чем слой железа (подложка), вследствие чего увеличивается импульс отдачи, а следовательно, и давление ударной волны. Покрытие кварцем способствует ограничению испарения металла. [c.24]

Рис. 3-1. Зависимость механических и теплофизических характеристик полиэфирных покрытий от содержания кварцевого песка (а) и от степени модифицирования наполнителя при 50 /о масс, (б) [Л. 91].

Для материалов покрытия теплофизические характеристики принимаются на основании [239]. При расчете фазовых переходов используется объемная теплота плавления льда, определяемая по формуле [c.100]

Ниже, прежде чем излагать решение задач о температурных полях в аэродромных покрытиях, рассмотрим некоторые предпосылки и допущения, касающиеся функции тепловыделения в бетоне, граничных условий на поверхности покрытий, теплофизических характеристик материалов и способа упрощения расчетов температурных нолей путем приведения многослойных систем к более простым — однослойным и двухслойным. [c.271]

Зачастую для предварительного анализа термонапряженного состояния покрытий достаточно иметь приближенное значение расчетных величин температуры, которое можно получить на основе представления многослойной системы однослойной при достаточной точности окончательных результатов [161], т.е. за счет упрощения модели покрытия. Покажем это на примере расчета трехслойной конструкции с теплофизическими характеристиками и толщинами, отличающимися друг от друга в несколько раз. [c.276]

Из таблицы следует, что даже при резко отличающихся теплофизических характеристиках слоев имеется возможность для значительного упрощения расчетов по определению температурных полей путем приведения многослойных конструкций к условным однослойным с максимальной ошибкой не более 12%. Для повышения точности расчетов при определении температуры в аэродромных покрытиях и основаниях многослойные конструкции можно подобным образом приводить к двухслойным, что будет широко использоваться в дальнейшем при аналитическом решении задач о температурном режиме аэродромных покрытий. [c.279]

Теплофизические характеристики при расчетах температурных полей в основаниях аэродромных покрытий и их зависимость от влажности приведены в гл. 4, а что касается бетонов, то их можно принимать либо постоянными, либо с учетом влагопроводности и влагоемкости, данные по которым приведены в работе [280]. [c.279]

Таким образом, упрощение математической модели системы аэродромное покрытие-основание для возможности получения замкнутого аналитического решения задачи о температурных полях может быть достигнуто за счет поиска простых в математическом отношении, но физически обоснованных функций, описывающих процессы тепловыделения бетона в строительный период, закономерности теплообмена окружающей среды с покрытием, зависимости теплофизических характеристик материалов покрытия и основания (искусственного и естественного) от температуры и влажности, а также за счет приведения рассматриваемой многослойной системы к уровню двухслойной. [c.279]

Ниже рассматривается задача определения нестационарных температурных полей в многослойных покрытиях, расположенных на грунтовом основании. В общем случае они представляют собой систему неограниченных пластин с внутренними источниками выделения или поглощения тепла между слоями покрытия и грунтовым основанием обеспечивается идеальный контакт теплофизические характеристики материалов в слоях различны температура среды меняется по гармоническому закону условия теплообмена между средой и поверхностью конструкции подчиняются закону Ньютона. Система дифференциальных уравнений для сформулированной задачи с учетом принятых предпосылок и допущений имеет вид [156, 157] [c.289]

Здесь приняты следующие допущения между приведенными слоями (первым и вторым) обеспечивается идеальный тепловой контакт теплофизические характеристики являются приведенными, но различными для каждого слоя условия теплообмена между поверхностью покрытия и воздушной средой подчиняются закону Ньютона. Температура внешней среды принята изменяющейся по гармоническому закону. [c.294]

Используя известную расчетную схему для одномерной нестационарной теплопроводности, приведем решение задачи о температурном режиме поверхностных слоев аэродромного покрытия при воздействии на него высокотемпературных потоков газовых струй авиационных (ракетных) двигателей. В общей постановке задачи допускаем, что материал покрытия, на которое воздействуют высокотемпературные и высокоскоростные потоки, нагревается с изменением теплофизических характеристик, т.е. считаем их зависимыми от температуры. Температура среды Тс и коэффициент теплообмена на поверхности а считаются известными и изменяющимися во времени. [c.317]

Воздействие газовых струй двигателей современных самолетов (тепловых потоков) можно выразить экспоненциальной зависимостью, которая отражает характер изменения температуры в поле струи [254, 256]. С учетом этого запишем математическую формулировку задачи теплопроводности в безразмерной постановке для покрытия, на которое воздействует высокоинтенсивный тепловой поток. При этом, как и ранее, в результате нагрева материал покрытия изменяет свои теплофизические характеристики [c.318]

Кристаллохимическое строение покрытия, его физико-механические и теплофизические свойства могут значительно отличаться от соответствующих свойств инструментального и обрабатываемого материалов, поэтому покрытие следует рассматривать как своеобразную третью среду , которая, с одной стороны, может заметно изменять поверхностные свойства инструментального материала, с другой влиять на контактные процессы, деформации, силы и температуры резания, направленность тепловых потоков, термодинамическое напряженное состояние режущей части инструмента и т. д. Задавая свойства покрытия путем варьирования его химического состава и строения, можно изменять основные характеристики процесса резания и, в конечном итоге, управлять важнейшими выходными параметрами процесса — износом инструмента и качеством поверхностного слоя обрабатываемых деталей. Кроме того, процесс нанесения покрытия позволяет направленно воздействовать на поверхностные дефекты инструментального материала, что в сочетании с возможностью формирования стабильных характеристик покрытия может способствовать заметному повышению надежности инструмента. [c.3]

Ко второй группе отнесены специфические требования к инструментальному материалу с покрытием — как единому композиционному телу. В этом случае материалы покрытия и инструмента должны иметь 1) сродство кристаллохимического строения, при котором возможно обеспечить прочную адгезионную связь между ними 2) оптимальное соотношение основных физико-механических и теплофизических характеристик (модуль упругости, коэффициенты Пуассона, термического расширения, тепло- и температуропроводности). [c.34]

При наличии на контактных площадках инструмента сплошного покрытия значительно снижаются работа деформации и силы резания, в том числе и силы, характеризующие работу трения Му и Л о. Это свидетельствует о снижении интенсивности основных источников тепла в зоне резания — деформационного и трения по передней и задней поверхностям. Кроме того, покрытие, значительно отличаясь по своим теплофизическим характеристикам от соответствующих характеристик инструментальной матрицы, может также изменять или регулировать направление и интенсивность тепловых потоков в сторону инструмента, детали, стружки, а также в окружающую среду. Если предположить, что наряду со снижением интенсивности основных источников теплоты изменяются и тепловые потоки, то, очевидно, произойдет и сильное изменение теплового состояния режущего инструмента при нанесении на него покрытия. [c.108]

В статье [6] тех же авторов изучено термосиловое взаимодействие деформируемых покрытий тел с учетом износа. Упругие шероховатые слои (покрытия), имеющие различные толщины, а также различные механические и теплофизические характеристики, нанесены на недеформируемые подложки. Такие два тела сжимаются медленно меняющимися усилиями и одно из них в момент времени i = О начинает совершать относительно другого антиплоское движение со скоростью V. На границе раздела слоев возникают силы трения т = f(p)p (p(t) — контактное давление), вызывающие изнашивание их поверхностей. Эти же силы совершают в единицу времени работу Q = Vr, которая практически вся переходит в тепло. [c.484]

Решение задач уноса массы при движении тела с большой скоростью в режиме свободномолекулярного обтекания заслуживает особенного внимания. При больших аэродинамических нагревах, когда вес уносимого покрытия составляет значительную долю веса аппарата, детальное знание механизма разрушения и теплофизических констант материала становится очень важным. Поэтому воспроизведение в лабораториях процесса разрушения сложных покрытий в условиях, максимально близких к натурным, представляет одно из главных направлений экспериментальных исследований. Определение теплофизических характеристик обугливающихся пластиков в условиях многократного нагрева (рикошетирующая траектория входа) также важно. Необходимы исследования по созданию новых более теплостойких и теплозащитных материалов. [c.559]

Поскольку теплофизические характеристики данного покрытия неизвестны, ориентировочно примем значение коэффициента теплопроводности покрытия как у прессованной резины [c.316]

Как известно, часто для увеличения энергоемкости, износостойкости и жесткости в узлах трения применяются многослойные структурные элементы или элементы с покрытиями. В этих случаях необходимо пользоваться приведенными теплофизическими характеристиками, учитывая эффективную глубину [c.262]

Дальнейшее развитие экспериментальных и теоретических исследований теплофизических свойств твердых веществ должно вестись в направлении расширения температурной области измерений (от сверхнизких до предельно высоких), расширения круга объектов исследования, выявления обобщающих закономерностей поведения теплофизических характеристик и их взаимосвязи с внутренней природой наблюдаемых закономерностей. Необходимо проведение комплексных исследований конструкционных материалов на основе тугоплавких металлов, их сплавов, тугоплавких соединений (карбидов, боридов, силицидов, нитридов и т. п.), электроизоляционных и термоэлектродных материалов новой техники, свойств композиций с участием волокон и нитевидных кристаллов, пластмасс, топких пленок и покрытий, даже почвы, грунта (нагреватели). [c.10]

Знание теплофизических характеристик необходимо при разработке покрытий теплообменной аппаратуры, электрических двигателей, электроприборов, обмоток электрических машин, элементов радио- и электронной аппаратуры. Теплопроводность слоя пленки определяет чувствительность термоиндикаторных покрытий, а коэффициент теплового линейного расширения — значение термических напряжений в покрытиях. Теплофизические характеристики исходных красок, особенно порошковых, влияют на скорость их нагрева, а следовательно, и на продолжительность формирования покрытий. [c.139]

Для того чтобы избежать трудоемкого нахождения а, осуществлен вариант сравнительного определения теплофизических характеристик покрытий при квазиста-ционарном режиме нагрева системы тел, состоящей из эталонного и испытуемого образцов. Сущность его состоит в том, что покрытие наносится на эталонный образец, а затем эта система нагревается с постоянной скоростью в жидкой хорошо перемешиваемой среде (а—>-—>-оо) [107]. Модификация этого метода для тонкослойных листовых материалов рассмотрена в работе [109]. [c.137]

Комплексное исследование теплофизических характеристик покрытий в широком диапазоне температур может быть проведено при использовании источника постоянной мощности [109]. В основу способа положено решение одномерной задачи нагревания постоянным тепловым потоком <7 двухсоставной системы тел (рис. 6-9) покрытие, нанесенное на эталонный стержень, имеет толщину R , его теплофизические характеристики обозначены индексом 1, т. е. Хи Теплофизические характе- [c.137]

Выполнение условия Ро>25 свидетельствует о наступлении квазистационарного режима, при котором температура в каждой точке покрытия растет пропорционально j/t. Формулы (6-22) и (6-23) применимы для определения теплофизических характеристик в квазн-стационарном режиме. Для выполнения условия Fo>25 при исследовании неметаллических материалов, значение коэффициента температуропроводности которых лежит в пределах (0,б-ь 10) 10 м / , необходимо, чтобы толщина R образца была менее 0,7—1,5 мм при т Зч-4 мин. [c.138]

При определении теплофизических характеристик необходимо на тщательно обработанные торцевые поверхности эталонных стержней нанести слой исследуемого покрытия. Сечение стержня должно быть не менее 35 X Х35 мм (для соблюдения одномерности потока) при длине его 50 мм (эта длина удовлетворяет требованию бесконечности стержня, так как на противоположном торце за время зксргеримента температура меняется не более чем на 0,001°С). В плоскости раздела покрытие— стержень помещают термопару. Стержни с нанесенным покрытием собирают, как показано на рис. 6-9. Между ними устанавливают тонкий нагреватель с вклеенной термопарой. Холодные спаи термопар удалены на противоположный конец стержня, температура которого практически не меняется в течение опыта. Для улучшения теплового контакта эту сборку зажимают струбцинами. Эксперимент проводят следующим образом одновременно включают питание нагревателя и лентопротяжный ме-ханиз.м потенциометра. [c.138]

Кинджери [148] связал максимально допустимое изменение температуры покрытия АТ/ с тепловым потоком, теплофизическими и прочностными характеристиками покрытия [c.179]

Опыт применения газотерыических покрытий триботехнического назначения показывает, что они являются эффективным средством увеличения долговечности деталей и машин в целом при норма.льных и повышенных температурах. Широкое распространение среди таких покрытий нашли покрытия состава Ме—МеС. С ростом температур эксплуатации все большее влияние на эксплуатационные характеристики покрытии оказывает согласование теплофизических свойств твердой фазы покрытия и матрицы с аналогичными свойствами подложки. В связи с этим возможности выбора МеС номере роста температуры сужаются и при температуре 973 К находит применение лишь СГ3С2. [c.154]

Полученные выше оценки для характерных значений времени установления температуры и скорости разрушения позволяют указать такую глубину заделки термопар А, при которой их показания с заданной точностью могут быть приняты за автомодельные или квазистацио-нарные температуры. Этот вопрос непосредственно связан с методикой обработки результатов стендовых испытаний с целью определения теплофизических характеристик материала. Как показано ранее, использование автомодельного или квазистационарного режима прогрева позволяет избежать трудоемкой процедуры численного интегрирования уравнения теплопроводности и одновременно дает возможность установить зависимость температуры от координаты по известной зависимости температуры от времени в одной фиксированной точке тела. Именно этим объясняется то, что оба указанных режима широко используются при экспериментальных исследованиях новых рецептур теплозащитных покрытий, для которых отсутствуют данные по теплофизическим свойствам. [c.73]

Термообработку (нагрев) нанесенных на дефектный участок композиций осуществляют с помощью горячего воздуха, лампами накаливания, специальными электронагревателями различной конфигурации, а также пропусканием -пара, горячей воды через рубашку аппарата. Следует отметить, что в области создания и применения новых рецептур композиций и технологии их применения в конкретньгх случаях могут быть многовариантные решения. Срок защитного действия используемых средств во многом определяется не только адгезионной прочностью и химической стойкостью в рабочей среде, но и близостью теплофизических характеристик (коэффициентов термического расширения, теплопроводности) материалов основы и покрытия. [c.23]

СНиП 32-03-96 Аэродромы рекомендует учитывать климатические условия при расчете расстояний между швами расширения в покрытиях, а в основаниях — при расчете их несущей способности путем учета изменения характеристик грунтов, которые должны устанавливаться непосредственными испытаниями в полевых или лабораторных условиях в зависимости от изменения влажности в процессе строительства и эксплуатации аэродромных покрытий. Также расчетом рекомендуется устанавливать глубину сезонного промерзания, или для вечномерзлых грунтов — оттаивания, с учетом теплофизических характеристик материалов оснований и покрытий. Однако методика расчета не приводится. В связи с этими вопросами изучения тепло- и влагообменных процессов, происходящих в основании, а также напряженно-деформированного состояния аэродромных покрытий при воздействии эксплутационных нагрузок с учетом тепловлажностного режима в системе покрытие-основание посвящены отдельные разделы настоящего издания. [c.80]

Представленное решение легко реализуется на простейших ПВЭМ. Возможности приведенного решения столь широки, что анализ полученных с его помощью результатов позволяет ответить на ряд вопросов, а именно каково влияние экзотермии, теплофизических характеристик материалов, времени укладки бетона на тепловой режим аэродромного покрытия при суточных, месячных и годовых колебаниях температуры внешней среды. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...