Влияние тепловых свойств границ

Для выяснения влияния тепловых свойств границ рассмотрим предельный случай, противоположный тому, который обычно имеется в виду, а именно будем считать, что теплопроводность жидкости гораздо больше теплопроводности границ. В этом предельном случае для возмущений температуры следует поставить условие теплоизоляции. Это условие фактически означает, чго тепловой поток через границы поддерживается постоянным и не меняется при возникновении возмущений. Спектральная задача для амплитуд возмущений отличается от (1.24)-(1.26) граничным условием для в, которое теперь имеет вид 0 ( 1) = 0. Задача в такой постановке решалась в работах [58—60]. [c.85]

Температурные поля, возникающие в растущем кристалле, особенно вблизи фронта кристаллизации, оказывают существенное влияние на качество получаемого кристалла. Температурные градиенты на границе раздела фаз, а также характер проводимости тепла в твердой и особенно в жидкой фазе (теплопроводность, конвекция или передача тепла радиацией) определяют величину остаточных напряжений в кристалле и характер распределения примесей. Температурные поля в кристалле, в свою очередь, определяются формой и размерами кристалла, скоростью роста, характером и величиной теплообмена между кристаллом и окружающей средой, тепловыми свойствами кристалла, а также теми тепловыми процессами, которые имеют место на границе раздела фаз вследствие выделения скрытой теплоты кристаллизации при движении фронта кристаллизации. Для того чтобы научиться управлять процессом кристаллизации, необходимо знать зависимость температурных полей в кристалле от перечисленных параметров. [c.270]

Первоначально методы тепловой микроскопии, например высокотемпературная вакуумная металлография, позволяющая определенным образом устанавливать связь между свойствами зерен, их границ и агрегата в целом, основывались главным образом на эффекте термического травления, заключающемся в выявлении строения металлов и сплавов вследствие избирательного испарения в вакууме при достаточно высоких температурах и влиянии поверхностного натяжения, а также на всех явлениях, связанных с объем- [c.9]

Влияние температуры. При низких температурах пластичность металла уменьшается вследствие уменьшения тепловой подвижности атомов. С повышением температуры пластичность возрастает, а сопротивление деформированию уменьшается (рис. 17.3). Кривые изменения пластичности и прочности не всегда имеют монотонный характер как правило, в интервале температур фазовых превращений может происходить некоторое повышение прочностных и снижение пластических свойств металлов. Практически все металлы и сплавы в области температур, близких к температуре солидуса, обнаруживают резкое падение пластических свойств — так называемый температурный интервал хрупкости (ТИХ). В этом интервале пластические свойства близки к нулевым значениям. Объясняется это тем, что при этих температурах границы зерен и расположенные там межкристаллические прослойки, включающие легкоплавкие примеси, размягчаются или расплавляются и даже небольшая деформация приводит к их разрушению. Чем чище металл, тем меньше протяженность температурного интервала хрупкого состояния и тем ближе он к температуре равновесного солидуса. [c.395]

Гидравлика литниковых систем и ее особенности. Заполнение литейной формы жидким металлом сопровождается тепловыми и физико-химическими процессами, протекающими как в жидком металле, так и на его границе с окружающей средой и формой. Степень влияния этих процессов на гидравлику литниковых систем зависит от физико-химических свойств заливаемого сплава и материала литейной формы. Чем несовершеннее литниковая система в гидравлическом отношении, тем разнообразнее возникающие в отливке дефекты металлургического происхождения, а также дефекты, которые являются результатом термического, физико-химического и механического взаимодействий металла с окружающей средой и формой. Поэтому при рассмотрении процесса заполнения литейной формы и проектировании литниковой системы к чисто гидравлическим вопросам добавляются вопросы, относящиеся не непосредственно к литниковой гидравлике, а к проблеме получения качественной отливки. [c.46]

Для осуществления рабочего процесса тепловой трубы необходимо, чтобы ее фитиль оставался все время насыщенным жидкой фазой теплоносителя. К настоящему времени сконструированы трубы с различными теплоносителями от криогенных жидкостей До жидких металлов. По этому признаку тепловые трубы можно подразделить на криогенные, трубы для умеренных температур и жидкометаллические. Границей между криогенными и трубами для умеренных температур является 122 К, а между трубами для умеренных температур и жидкометаллическими температура 628 К. Эти границы логически обоснованы, так как 1) нормальные точки кипения так называемых постоянных газов таких, как водород, неон, азот, кислород и метан, лежат ниже 122 К, 2) точки кипения таких металлов, как ртуть, цезий, натрий, литий и серебро, лежат выше 628 К, 3) обычно все применяемые хладагенты и жидкости такие, как хладон, метанол, аммиак, вода, кипят при нормальном атмосферном давлении при температурах между 122 и 628 К- Кроме того, из наблюдений было установлено, что для большинства рабочих тел свойства, оказывающие наибольшее влияние на эффективность тепловой трубы, особенно благоприятны в окрестностях нормальных точек кипения жидкостей. Нормальные точки кипения некоторых жидкостей и целесообразные интервалы температур упомянутых классов тепловых труб указаны на термометре с логарифмической шкалой, изображенном на рис. 1.3. [c.17]

Сварочный нагрев металла в различных зонах теплового влияния может приводить к протеканию процессов, неблагоприятно влияющих на качество, свойства и работоспособность сварных соединений. В приграничных участках зерен областей ЗТВ, нагреваемых до более высоких температур, может происходить оплавление границ вследствие повышенной загрязненности их примесями. При этом должно происходить дальнейшее повышение концентрации примесей в приграничных участках за счет перемещения их атомов из глубины зерна в зону повышенной растворимости. Таким образом, в этих высоконагретых участках ЗТВ в условиях продолжительного сварочного нагрева состояние границ зерен может сильно ухудшиться, вследствие чего увеличится возможность межкристаллитных разрушений как в процессе сварки, так и при эксплуатации. [c.276]

Еще одной важной особенностью катапультного старта палубных самолетов является попадание пара катапульты на вход в. воздухозаборники двигателей и влияние его на устойчивость работы двигателей. Как указано выше, на устойчивость работы двигателя при попадании пара катапульты оказывают влияние три фактора неравномерный нагрев на входе в компрессор изменение физических свойств паровоздушной смеси по сравнению с воздухом испарение водяных капелек, появляющихся из перегретого пара катапульты при взаимодействии с воздухом. Основным фактором при этом является быстрое нарастание по времени температуры воздуха на входе в компрессор при значительной неравномерности температурного поля. На рис. 3.6 показан качественный характер изменения режимов работы двигателя на характеристике компрессора. Наличие неравномерного температурного поля из-за несимметричности попадания пара на вход в воздухозаборник приводит к дополнительному усилению температурного воздействия на устойчивость работы двигателя. Тепловое воздействие приводит к изменению параметров компрессора и режима его работы. В начальный период времени (в интервале от до t- ) частота вращения и расход топлива в силу инерционности системы регулирования остаются практически неизменными. Однако приведенные частоты вращения Пщ, и расхода воздуха Gnp значительно снижаются, поскольку эти величины обратно пропорциональны корню из температуры воздуха на входе в компрессор. Рабочая точка на характеристике компрессора быстро перемещается к границе 2 неустойчивой работы компрессора и в момент времени возникает неустойчивая работа компрессора — помпаж в двигателе. При этом появляются хлопки, рост температуры газов за турбиной и снижение частоты вращения ротора. Давление за компрессором резко падает, и возникают его колебания, а давление [c.179]

В заданных конкретных условиях для каждой жидкости существует предельное значение критерия Kw, выше которого влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде становится пренебрежимо малым. Однако в общем случае эта граница не может быть точно определена только с помощью критерия Kw [182]. Дело в том, что при кипении жидкости с заданными физическими свойствами количество теплоты, вынесенное из пристенной области за счет процесса парообразования, пропорционально ql rp"), а интенсивность турбулентного обмена в однофазной среде определяется значением числа Рейнольдса Re = twi/v, а не одной только скоростью W [182]. Например, при фиксированных значениях плотности теплового потока я скорости циркуляции интенсивность переноса теплоты при турбулентном течении однофазной среды с увеличением диаметра трубы уменьшается. Следовательно, этот механизм переноса перестает влиять на теплоотдачу к кипящей жидкости в трубе большего диаметра при меньшем значении q и, следовательно, Кш- При механизмов переноса теплоты с увеличением вязкости жидкости также смещается в сторону меньших значений критерия К -При кипении в трубах коэффициент теплоотдачи зависит также от иаросодержания потока. Эта зависимость обусловлена возрастанием истинной скорости жидкой фазы w и изменением структуры потока по мере накопления в нем пара при неизменном массовом расходе парожидкостной смеси. [c.228]

Изуч ение теплообмена в двухфазных потоках представляет собой весьма трудную задачу ввиду сложности гидродинамической структуры потока, взаимного, порой определяющего влияния теплообмена и гидродинамики, Случайных отклонений от гидродинамической и термодинамической неравновесности. Режимы течения определяются рядом факторов давлением, общим расходом потока и соотношением между фазами, свойствами фаз, тепловым потоком, предысторией потока и др. По имеющейся классификации основными режимами течения являются пузырьковый, снарядный, расслоенный, эмульсионный дисперсно-кольцевой и обращенный дисперсно-кольцевой (пленочное кипение недогретой жидкости). Четких границ между ними не наблюдается, и существуют целые области переходных режимов. Пока не имеется детальной информации для всех режимов течения по таким основным характеристикам потока, как распределение фаз, скоростей и касательных напряжений. Поэтому основой для понимания явления служат визуальные наблюдения и некоторые экспериментальные данные по распределению фаз, их полям скоростей, уносу и осаждению, гидравлическому сопротивлению и т. д. К настоящему времени накоплена достаточная информация о режимах течения адиабатных потоков, однако мало данных по диабатным (с подводом тепла) потокам при высоких давлениях, тепловых нагрузках и большом различии теплофизических свойств. Подавляющее большинство исследований выполнено на пароводяных и воздуховодяных смесях. [c.120]

Во всех вышеупомянутых работах было показано, что при заданных заранее переменных условиях на поверхности тела (близких к реальным) использование закона Ньютона, а следовательно, и коэффициента теплообмена неприемлемо. Однако закон зависимости температуры стенки от координат и от времени не может быть задан apriori , а должен быть получен путем совместного решения уравнений распространения теплоты в жидкости и твердом теле вместе с уравнениями движения, причем на границе твердое тело — жидкость температуры и тепловые потоки равны, т. е. должна решаться так называемая сопряженная задача теплообмена [Л. 4-4, 4-5]. При такой постановке учитывается взаимное тепловое влияние тела и жидкости, которое при прежней постановке не учитывалось, в результате чего теплообмен оказывался не зависящим от свойств тела, его теплофизических характеристик, размеров, распределения источников в теле и т. д., что, очевидно, противоречит физическому смыслу. Особенно важно рассматривать задачи теплообмена как сопряженные для случая нестационарного теплообмена. Действительно, даже в предельном случае, когда коэффициент теплопроводности твердого тела очень большой (Xj->-oo), температуру поверхности нельзя считать постоянной, так как хотя она и не зависит от координат точек поверхности, но изменяется во времени. Однако в отличие от стационарного теплообмена даже н в этом предельном случае [c.258]

Нас будет интересовать квазистацнонарный тепловой режим, установившийся в системе образец I и краевые иластины II и III и соответствующий частоте тока < . В этом случае условие, ири котором можно пренебречь отдачей с боковых ирверхностей и, следовательно, считать задачу одномерной, принимает вид ш а ра/1 S, где /. и а — соответственно теплопроводность и температуропроводность исследуемого образца р — периметр S — площадь поперечного сечения. Отсюда определяется ширина образца. Математически задача сводится к решению одномерного уравнения теплопроводности для трехслойной системы. Имеется несколько вариантов опыта. В первом варианте между центральным образцом и краевыми пластинами существует как тепловой, так и электрический контакт. Во втором варианте опыта контакт центрального образца с периферийным только тепловой. В том и в другом случае приходится учитывать при формулировке краевых условий теплоемкость тонкого металлического контактного покрытия между краевым и центральным образцом. Такое покрытие, очевидно, совершенно необходимо во втором варианте опыта, где в качестве теплоты Пельтье используется теплота, выделяющаяся на границе между металлом и центральным образцом. В нервом варианте опыта металлическая прослойка применяется для улучшения свойств контакта. Симметричное расположение центрального образца и периферийных полупроводниковых образцов обусловлено возможностью при таком расположении измерять разностную температуру между границами 1—1 и 2—2 и, следовательно, исключить из рассмотрения влияние джоулевой теилоты, с которой связано изменение температуры, не сказывающееся на разностной температуре. Система уравнений теплопроводности для трехслойной задачи принимает вид [c.15]

ПО теплопроводности различных Сандвичевых структур. Теплопроводность Сандвичевых панелей складывается из теплоизоляционных свойств каждого из компонентов пластин, заполнителя и связующего. Тепловое сопротивление R (величина, обратная теплопроводности) является суммой сопротивлений всех трех компонентов (включая эффекты на границах раздела). Типичные свойства несущих материалов приведены в соответствующих справочниках. Термическое сопротивление адгезионного слоя составляет 0,03 внутри материала и 0,01 на поверхности. На графиках (рис. 21,4) приведены значения теплосопротивлений сотовых структур при температуре 24 °С. Показано, что для неметаллических сотовых структур влияние размера ячейки более существенно, чем плотность наполнителя. Для алюминиевой ячейки — наоборот. Поправочный температурный коэффициент К (Ь) приведен для неметаллов (J) и для алюминия (2) в зависимости от [c.340]

В проведенных работах исследовали также влияние термо-циклирования на формоизменение и свойства композиционного материала. После 1000 циклов с температурным перепадом 875° С образцы композиции показали существенную остаточную деформацию в направлениях, перпендикулярных направлению армирующих волокон, в направлении вдоль волокон остаточная деформация оказалась незначительной. Увеличение поперечного сечения образцов композиционного материала после термоцикли-рования сопровождается возрастанием пористости и падением прочности материала. Такое изменение поперечных размеров образца при термоциклировании объясняется с помощью так называемой модели теплового храповика, учитывающей тот факт, что из-за разности температурных коэффициентов линейного расширения матрицы и армирующих волокон в матрице при термоциклировании происходит накопление пластических напряжений сжатия и, вследствие этого, нарушается контакт на границе матрицы и волокна. Использование промежуточного слоя из карбида титана, обеспечивающего увеличение прочности связи на границе раздела, приводит к заметному уменьшению эффекта теплового храповика. Размерная нестабильность в результате термоцикли-рования наблюдается также в композиции никель — углерод, матрица которой легирована 20% хрома или железа. [c.397]

Полный учет влияния перечисленных факторов требует совместного решения двух задач анализа температурного поля в исследуемом теле при отсутствии ИПТ и изучения распределения температур 3 системе объект и находящийся в нем ИПТ . Провести этот анализ В форме, удобной для последующего инженерного расчета, удается лишь в ограниченных случаях при ряде допущений относительно выбора тепловых моделей тела и ИПТ. Поэтому для уменьишния методи- ческой погрешности измерения желательно соблюдать следующие требования 1) объем и размеры ИПТ выбирать минимальными 2) теплофизические свойства ИПТ по возможности приближать к теплофизи-чески.ч свойствам исследуемого тела 3) ИПТ располагать в изотер.ми-ческой области, что особенно важно при исследовании поля те.мператур в непосредственной близости от границ тела. [c.388]

На поведение материала под нагрузкой, его прочность, способность деформироваться существенное влияние оказывает температура. В однофазных металлах это влияние связано с изменением прочности границ зерен и прочности их тела. При этом существенную роль играет тип кристаллической решетки. Так, если в металлах с объемноцентрированной решеткой (железо, молибден, хром, ванадий, вольфрам) при низких температурах предел текучести заметно изменяется, то у металлов с гранецентрированной кубической решеткой (медь, алюминий, серебро, никель, свинец, золото, платина) это изменение почти отсутствует 1346]. Влияние температуры на свойства металлов с гексагональной решеткой (цинк, кадмий, магний, титан, цирконий, беррил-лий) не имеет общих закономерностей [527 ]. У некоторых однофазных металлов с изменением температуры наблюдается выделение дисперсных частиц вновь образовавшейся фазы, что иногда увеличивает склонность к хрупкому разрушению (старение, некоторые виды тепловой хрупкости). [c.165]

И коэффициента теплообмена неприемлемо. Однако закон зависимости температуры стенки от координат и от времени не может быть задан а priori, а должен быть получен путем совместного решения уравнений распространения тепла в жидкости и твердом теле вместе с уравнениями движения, причем на границе твердое тело — жидкость температуры и тепловые потоки равны, т. е. должна решаться так называемая сопряженная задача теплообмена [Л. 4-4, 4-5]. При такой постановке учитывается взаимное тепловое влияние тела и жидкости, которое при прежней постановке не учитывалось, в результате чего теплообмен оказывался не зависящим от свойств тела, его теплофизических характеристик, размеров, распределения источников в теле и т. д., что, очевидно, противоречит физическому смыслу. Особенно важно рассматривать задачи теплообмена как сопряженные для случая нестационарного теплообмена. Действительно, даже в предельном случае, когда коэффициент теплопроводности твердого тела очень большой [c.294]

Все эти работы объединены общей идеей теплообмен в жидкости и твердом теле рассматривается раздельно. Вначале рассматривается теплообмен в пограничном слое набегающего потока при постоянных условиях на стенке и подсчитывается коэффициент теплообмена. При рассмотрении теплопередачи в твердых телах на границе тело — жидкость задаюгся граничные условия третьего рода, в которые входит коэффициент теплообмена а, подсчитанный заранее. Таким образом, всю сложность процессов теплообмена в пограничном слое и твердом теле пытаются описать с помощью введения одного коэффициента — коэффициента теплообмена а. Для определения этого коэффициента было получено много различных эмпирических и полуэмпирических формул. При такой постановке не учитывается взаимное тепловое влияние тела и жидкости, т. е. теплообмен оказывается не зависящим от свойств тела (теплофизических характеристик, размеров и т. п.) Очевидно, такая постановка задач внешнего теплообмена является физически нестрогой. При этом следует подчеркнуть, что граничные условия третьего рода, как это выяснено в настоящее время [Л.4-1—4-3], во многих случаях непригодны, так как приводят к противоречиям или даже физически бессмысленным результатам. [c.296]

Механические свойства после старения в значительной степени зависят от температуры закалки чем выше (в определенных пределах) температура закалки, тем больше прочность после старения. Однако нагрев выше определенной температуры вызывает перегрев — рост зерна, окисление и оплавление границ зерен, что приводит к катастрофическому падению прочности и пластичности. Для сварки дуралюмина приемлемы все способы электродуговой сварки однако из рассмотрения свойств дуралюминов явствует, что равнопрочность металла шва, зоны термического влияния и участков сплава, не подвергавшихся тепловому воздействию сварки, не может быть достигнута. Особенно снижаются свойства на участке зоны термического влияния, который при сварке подвергался нагреву выше температуры 520°, т. е. где имел место перегрев, рост зерна, оплавление и окисление границ зерен. Кроме того, при сварке дуралюмина легко могут возникнуть трещины, что весьма затрудняет сварку конструктивно жестких соединений. 5 1 [c.292]

Исследование влияния различных механизмов поверхностного катализа на теплообмен в диссоциированном углекислом газе проведено для стекловидного покрытия плиточной теплозащиты воздушно-космического самолета "Буран" и близкого к нему по каталитическим свойствам кварца. Для этих материалов на плазматроне ВГУ-4 ИПМ РАН получены данные по теплообмену в критической точке тестового образца в широком диапазоне параметров набегающего потока и значений температуры поверхности. Для этих же условий рассчитаны зависимости теплового потока от температуры поверхности в диапазоне 300-2000 К с использованием различных моделей поверхностного катализа. Тепловые потоки рассчитывались на основе приближения пограничного слоя [23] конечной толщины с использованием модели газовой среды, описанной в [30]. При таком подходе состав газа на внешней границе пограничного слоя считается равновесным, а температура газа находится из условия совпадения расчетных и измеренных значений тепловых потоков к холодной идеально-каталитической поверхности. Последние были выбраны на основе анализа экспериментальных данных для медной и серебряной поверхностей [23, 28, 29] и приведены в табл. 2. Кроме того, в этой таблице для исследованных режимов обтекания приведены также скорость дозвуковой струи в центре выходного сечения канала плазматрона подводимая к индуктору мощность N и скоростной напор Ар. Для всех режимов испытаний статическое давление в потоке бьхло 0.1 атм. [c.135]

Смотреть страницы где упоминается термин Влияние тепловых свойств границ : [c.126] [c.270] [c.2] [c.241] [c.275] [c.160] [c.356] [c.394] [c.84] [c.298] [c.299]

Смотреть главы в:

Устойчивость конвективных течений -> Влияние тепловых свойств границ

ПОИСК

141 — Влияние на свойства

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...