Определения теплового

Далее приведем определения теплостойкости и виброустойчивости.

Оборудование для испытания полимерных материалов по номенклатуре и типам приборов также отличается от применяемого для испытания металлов. Наряду с однотипным испытательным оборудованием, описанным в соответствующих главах, можно выделить группу приборов для термомеханических испытаний пластмасс и резин, включающую приборы для определения теплостойкости, температуры хрупкости и других специфических видов температурных испытаний.

Существуют также и другие методы определения теплостойкости. Так, температурой, определяющей теплостойкость стеклопластиков, может быть температура, при которой модуль упругости снижается в 2 раза.

1. Метод определения теплостойкости — ГОСТ 9551—60 устанавливает возможность испытания пластических масс на условную теплостойкость при деформации изгиба — теплостойкость по Мартенсу и при вдавливании цилиндрического наконечника — теплостойкость по Вика.

В отличие от существующих методов определения теплостойкости выбранная методика позволяет учесть влияние на исследуемый материал.ряда до- в. полнительных факто- «в ров, характерных для I реальных условий экс- §" плуатации штампов: максимальный и минимальный уровень температур, циклический характер нагрева, поле термических напряжений в контактной зоне и др. Кроме того, косвенно учитывается влияние теплофизиче-ских характеристик штампового материала на формирование поля температур и термиче- Рис

§3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОСТОЙКОСТИ ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ

В настоящее время нет единой методики определения теплостойкости штамповых сталей.

горячего деформирования. Были приняты температуры закалки, обеспечивающие сохранение мелкого зерна балла 10—11, а температуры отпуска обеспечивали значения твердости HRC 45—48. Результаты определения теплостойкости по максимальной температуре нагрева, при которой сохраняется заданная твердость, представлены в табл. 18. Испытания показывают, что, наиболее четкое различие теплостойкости наблюдается при выдержке 4 ч (рис. 34). Теплостойкость отдельных сталей отличается на 10—

§ 3. Выбор рационального метода определения теплостойкости '

Фиг. 38. Схема прибора Мартенса для определения теплостойкости пластмасс.

упругости, который не ниже 3000 кГ/с.и2); ГОСТ 9551—60—метод определения теплостойкости (по Мартенсу

Для определения теплового потока через многослойную цилиндрическую стенку следует, как и для многослойной плоской стенки, просуммировать термические сопротивления отдельных слоев:

Для определения теплового потока через многослойную цилиндрическую стенку следует, как и для многослойной плоской стенки, просуммировать термические гопрогив-ления отдельных слоев:

Коэффициент теплоотдачи определяется уравнением (5-9), а максимальная относительная ошибка опыта — зависимостью (1-24). Найдем ошибку измерения коэффициента теплоотдачи при свободной конвекции в большом объеме при температуре 20° С. Допустим, что температура поверхности трубы составляет 60° С. Измерение температуры производится с ошибкой 0, 10° С. Труба имеет наружный диаметр 20 и длину 300 мм. Примем ошибку измерения линейных раз-мерор. равной 0,1 мм. Относительная ошибка определения теплового

толщиной до (JO мм помещается между нагреваемой емкостью / п охлаждаемо]! поверхностью / ирпГ>ора (.холодильником). Нагреваема:! часть прибора представляет собой сосуд емкостью б 000 см3, верхняя стенка которого хорошо обрабатывается и является рабочей поверхностью. Через сосуд прокачивается термостатированная жидкость с необходимой температурой опыта. Холодильник в виде сосуда емкостью 700 см3 имеет охранный сосуд 2 объемом 5 500 с.ч3, заполненный криогенной жидкостью. Охранный сосуд, в свою очередь, имеет тепловую защиту в виде азотного экрана 11. Свободное пространство между сосудами находится под вакуумом. Холодильник п защитные емкости изготовляются из меди. Характер тепловой запиты холодильника обусловлен применяемым методом определения теплового потока, проходящего через исследуемый образец. Последний определяется по скорости испарения криогенной жидкости в холодильнике, поэтому все паразитные тепловые потоки должны быть исключены.

Тепломер служит для определения теплового потока, проходящего через исслед/смып образен. Он состоит из металлического корпуса ?. нагревателя 6. воспроизводящего определяемый тепло юп поток, экрана Г> и дифференциальной термопары 7. Нагреватель помещается в центральном углублении корпуса диаметром 24 и глубиной 1 мм. Он выполняется из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм в виде спирали и равномерно размещается на поверхности гиастипы 8 из ультралегковсса. Питание этого нагревателе осуществляется постоянным током от аккумуляторной батареи. Энергия, потребляемая нагревателем при ко )ффпциепте теплопроводности исследуемого материала, равном 5 вт/м-град, для температур 1 000°С составляет около 10—12 вт. Сверху спираль нагревателя тепломера закрывается металлическим экраном 5. Дифференциальная термопара служит для измерения перепада между температурами экрана н корпуса тепломера. Концы этой термопары подключаются к стрелочному нуль-гальванометру. Все части тепломера соединяются между собой с помощью жаростойкого цемента. Тепловые потери с боковых поверхностей прибора практически исключаются за счет применения тепловой изоляции 4. Ролг- холодильника выполняет экран тепломера, с внешней поверхности которого тепло отводится за счет конвенции. Величина этой поверхности должна быть достаточной, а сама поверхность должна хорошо омываться воздушной средой. При установившемся тепловом режиме тепловые потоки, проходящие через образец п корпус тепломера, будут одинаковы. Тогда тепловой поток будет равен мощности, потребляемой нагревателем тепломера и момент выравнивания температуры экрана и корпуса тепломера. Ошибка измерения теплового потока тепломером оценивается в 5%. Стационарное тепловое состояние устанавливается в течение 2—3 ч. На этом приборе измерялись коэффициенты теплопроводности керамических материалов (шамот, магнезит).

изменится и темп охлаждения. Тогда, используя уравнения (3-27) и (3-28), можно получить окончательную зависимость для определения теплового сопротивления покрытия4:

где Ькр0 ~ критический параметр вдува в "эталонных" условиях. Уравнение (5.41) может использоваться и для определения теплового критического параметра вдува в квазиизотермических условиях.

Для определения теплового потока необходимо знать поля температур, скоростей и потоков массы.

После определения теплового значения калориметра проводится измерение теплоемкости ср исследуемой жидкости. При установившейся заданной температуре опыта ампула с исследуемой жидкостью сбрасывается в калориметр, что осуществляется при помощи пережога нити подвеса ампулы электрическим током. Ампула с исследуемой жидкостью падает в калориметр, проходя через специальный затвор, который открывается на доли секунды, чтобы пропустить ампулу. При этом как до начала сброса ампулы (в течение 10—15 мин), так и после ее сброса измеряется температура калориметра платиновым термометром сопротивления. Определение средней теплоемкости исследуемой жидкости осуществляется

в котором Рг заменяется на Рге (3.39). Выражение для определения теплового потока получено в виде

Таким образом, при экспериментальном исследовании термоупругого напряженного состояния элементов конструкции не всегда представляется возможным проводить измерения на тех участках поверхности, на которых необходимо знать тепловое и напряженное состояние. В этих случаях измерения ограничены некоторым доступным участком поверхности, в то время как определение напряженного состояния не доступных для измерений участков поверхности, а также и в объеме элемента требует знания теплового состояния всей поверхности. Ниже изложен метод определения теплового состояния поверхности, не доступной для прямых измерений, по найденным из эксперимента деформациям (напряжениям) и температуре на части поверхности элемента. Тепловое состояние в объеме элемента может быть затем найдено решением задачи теплопроводности, а напряженное состояние решением соответствующей краевой задачи термоупругости.