Коэффициентами теплового

Обратите внимание на различие между коэффициентами теплопроводности К, теплоотдачи а и теплопередачи k. Эти коэффициенты характеризуют интенсивность различных процессов, по-разному рассчитываются и путать их недопустимо. Коэффициент теплопередачи есть чисто расчетная величина, которая определяется коэффициентами теплоотдачи с обеих сторон стенки и ее термическим сопротивлением. Важно подчеркнуть, что коэффициент теплопередачи никогда не может быть больше ai, «2 и Х/б. Сильнее всего он зависит от наименьшего из этих значений, оставаясь всегда меньше его. В предельном случае, когда, например,

Обратите внимание на различие между коэффициентами теплопроводности л, теплоотдачи а и теплопередачи k. Эти коэффициенты характеризуют интенсивность различных процессов, по-разному рассчитываются и путать их недопустимо. Коэффициент теплопередачи есть чисто расчетная величина, которая определяется коэффициентами теплоотдачи с обеих сторон стенки и ее термическим сопротивлением. Важно подчеркнуть, что коэффициент теплопередачи никогда не может быть больше си, сс2 и Я,/б. Сильнее всего он зависит от наименьшего из этих значений, оставаясь всегда меньше его. В предельном случае, когда, например, ai
Твердые н е м е т а л л и ч е с к н е тела характеризуются значительно меньшими коэффициентами теплопроводности, особенно диэлектрики. Плохап проводимость этих веществ объясняется малой плотностью свободных электрогов, поэтому перенос тепла осуществляется в них главным образом колебаниями атомов кристаллической решетки.

На рис. 3-31 показана модель угла стены здания, состоящей из двух слоев раз'ной толщины, характеризующихся разными коэффициентами теплопроводности. Электрическая модель также должна иметь разную толщину слоев и разную их электропроводность. Если, например, теплопроводность внутреннего слоя меньше, чем внешнего, то тогда его электрическое сопротивление соответственно увеличивается за счет отверстий, 'сделанных в этом слое, или за счет применения электропроводящих листов с большим удельным электрическим сопротивлением. Отсутствие контактного сопротивления между слоями воспроизводится плотным их соединением. Постоянство электрических свойств проводящего листа обеспечивается применением соответствующих материалов.

В зависимости от принятой схемы расчета значение Q может быть отнесено к единице длины, единице поверхности или единице объема. При этом его размерность, а также размерность коэффициента теплопередачи соответственно изменяются. Физическая •сторона сложного процесса теплопередачи всецело определяется явлениями теплопроводности, конвекции и теплового излучения, а коэффициент теплопередачи является лишь количественной, чисто расчетной характеристикой процесса. Взаимная связь между ко;эффициентами теплопередачи, с одной стороны, и коэффициентами теплопроводности и теплоотдачи — с другой, зависит от формы стенки, отделяющей горячую жидкость от холодной; эта связь рассматривается ниже.

Физическая сторона сложного процесса теплопередачи всецело определяется явлениями теплопроводности, конвекции и теплового излучения, а коэффициент теплопередачи является лишь количественной, чисто расчетной характеристикой процесса. Взаимная связь между коэффициентами теплопередачи, с одной стороны, и коэффициентами теплопроводности и теплоотдачи — с другой, зависит от формы стенки, отделяющей горячую жидкость от холодной; эта связь рассматривается ниже.

ния энтропии и другие, учитывающие и позволяющие подсчитать величину необратимости; однако и здесь приходится пользоваться опытными коэффициентами, в<водя их, правда, не в конце, а сразу, в самом начале расчетов, — коэффициентами теплопроводности, излучения и т. д.

ры, построенные по этому принципу. В качестве модели используется специальная токопроводящая бумага, из которой вырезается модель той же формы, что и исследуемая область. Для наложения граничных потенциалов используются металлические электроды с низким сопротивлением. Часто границы окрашиваются проводящей краской с малым электрическим сопротивлением. Эквипотенциальные линии и линии тока наносятся на лист зондирующей гравировальной иглой, соединенной с нулевым потенциометром [64]. При таком методе возможно решение задач с переменными коэффициентами теплопроводности.

Комбинируя в кладке материалы с разными коэффициентами теплопроводности, можно получить 'кладку трех принципиально различных типов, для -каждой из которых существует своя область применения. Однослойная кладка (рис. 203, а) или кладка из нескольких слоев, 'коэффициенты теплопроводности которых

Последние выражения допускают непосредственное обобщение на случай многослойной пластины, составленной из однородных пластин с толщинами 8,, 8а,..., 8Л и соответствующими коэффициентами теплопроводности Хь Ха,..., Хя. Многослойная пластина представляет собой последовательную цепь тепловых проводников, сопротивление которой г есть сумма сопротивлений TI всех п слоев.

Для слоев, псевдоожиж'бнных газами, обладающими малыми коэффициентами теплопроводности Кс и малой удельной теплоемкостью в противоположность жидкостным, должно быть характерно резкое увеличение аст при пррехпде от 'плотного моя к развитому псевдоожи-женному. Из-за малой удельной теплоемкости газа низка роль фильтрацио'Ниого перемешивания.

При конструировании соединений заформовкой надо учитывать, что процесс остывания изделий сопровождается усадкой формуемого материала и арматуры, а приборы и их детали могут работать при перепаде температур до 120° С и более. Поэтому для заформовки следует применять материалы с близкими коэффициентами теплового расширения и проектировать соединения так, чтобы усадка и тепловые деформации не нарушали прочность деталей и соединений. В частности, по возможности надо уменьшать размеры заформовываемых деталей, а толщину пластмассовых деталей назначать такой, чтобы исключалась опасность появления трещин и разрывов. При соединении материалов с большой разностью коэффициентов теплового расширения следует применять формовку

Бетон —.смесь песка, цемента, гравия и воды,— как и естественные камни, хорошо работает на сжатие, и. только. На растяжение неплохо работает металл. Бетон отлично «схватывает» сталь. Разнородные компоненты обладают совпадающими коэффициентами теплового линейного расширения — удлиняются и укорачиваются они одинаково. Здание из железобетона не нуждается в громоотводе: разряд атмосферного электричества уходит в землю по металлической сетке каркаса.

качестве материала для пластин пригоден любой формоустойчивый электропроводный материал. Предпочтительно использование сплавов с малыми коэффициентами теплового расширения (ауродил 36, инвар). Это же относится и к изолирующим материалам, которые (даже в условиях высокой влажности) должны иметь высокое сопротивление изоляции. Для этих целей хорошо использовать кварцевое стекло.

Рис. 4.7. Связь между показателями анизотропии размерных изменений и коэффициентами теплового расширения для графита марки ГМЗ (1) и сажевой композиции (2) после термомеханической обработки, материала на основе природного графита (3), двух видов пирогра-фита (4, 5) и конструкционного графита (6). (Облучение при 140° С флюенсом 5-Ю20 нейтр./см2.)

5. С о л о в ь е в а Н. А. Сплавы повышенной прочности с заданными коэффициентами теплового расширения. В сб. трудов ЦНИИЧМ «Прецизионные сплавы». Вып. 22, М., Металлургиздат, 1959.

Термобиметаллы. Ленты или полосы, со--стоящие из двух металлов (сплавов) с различными коэффициентами теплового расширения, сваренных между собой по всей плоскости соприкосновения. Слой сплава с большим значением коэффициента теплового расширения, называется активным слоем и с меньшим — пассивным (иногда допускается третий промежуточный слой).

Сплавы выпускаются в виде холоднокатаной ленты (ГОСТ 14080—78) толщиной 0,1—2,5 мм и шириной 12—250 мм, холоднотянутой проволоки (ГОСТ 14081—78) диаметром 0,1—1,0 мм, горячекатаных, кованых и шлифованных прутков (ГОСТ 14082—78) диаметром 1,0—150 мм и горячекатаных полос (тот же стандарт) толщиной 2,5—22 мм и шириной 150—600 мм с нормированными коэффициентами теплового расширения.

Второй вариант является с точки зрения технологичности предпочтительным, так как запрессовка в пластмассовый шкив металлической толстостенной втулки вызывает возникновение в шкиве значительных внутренних напряжений, ведущих к растрескиванию шкива и его порче. Напряженное состояние материала шкива объясняется несопоставимыми коэффициентами теплового линейного расширения металла и пластмассы, причем термическая обработка и другие меры специального характера не снижают в достаточной степени эти напряжения.

Измерения выполняют на объемных или плоских моделях, и могут проводиться исследования конструкций из однородного материала и из материалов с различными коэффициентами теплового расширения.

Термобиметаллом называется биметалл, состоящий из двух или нескольких слоев металлов или сплавов с различными коэффициентами теплового расширения, сваренных по всей поверхности соприкосновения. Изменение температуры изделия из термобиметалла вызывает его деформацию (изгиб); это обеспечивает широкое применение термобиметалла в различного рода автоматических и сигнализирующих устройствах.

Для изготовления элементов этого уплотнения применяются преимущественно стали с одинаковыми коэффициентами теплового расширения. При температурах до 370° G и давлениях до 280 кГ/см2 (с пиками до 420 кГ/см2) применяются главным образом легированные и нержавеющие стали, при этом внешнее и внутреннее кольца обычно изготовляются из сталей с различной твердостью: для одного 60—62 HRC, для другого 38—40 HRC. Из сталей такой же твердости изготовляется корпус уплот-нительного узла. При более высоких температурах применяют жаропрочные сплавы.