Тепловые процессы в технологической системе резания. Неумоина Н.Г - 48 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

48
поправка
25,0
s
0
Pr
Pr
>
1. Значения показателей степени сомножителей в
формуле
(5.17) приведены в табл.6 в зависимости от конкретного случая
теплообмена (см. рис. 5.2, 5.3 и 5.4) и значения критерия Рейнольдса [6].
Таблица 6
Re
0
C m n P
рис. 5.2
< 210
3
> 210
3
0,15
0,021
0,33
0,8
0,43
0,43
0,1
0
рис.5.3
< 10
3
> 10
3
0,56
0,28
0,5
0,6
0,36
0,36
0
0
рис. 5.4
2 – 200
200 - 1700
0,106
0,61
1,0
0,67
0
0
0
0
При использовании табл. 6 следует иметь ввиду два обстоятельства:
а) при выборе характерного размера здесь при обтекании плит, пла-
стин и стержней в качестве характерного (определяющего) принят размер
омываемой поверхности по направлению движения среды. Например,
при протекании воздуха через слой частиц произвольной формы (абра-
зивный круг) характерным размером является эквивалентный диаметр
3
э
V6d
π
=
, где Vсредний объем частиц зерна.
б) когда рассчитывают коэффициент теплоотдачи
α
при поперечном обте-
кании цилиндрических поверхностей и стержней в реальных производственных
условиях, поток жидкости или газа может быть направлен не перпендикулярно к
продольной оси цилиндра (стержня), а под некоторым углом
ϕ
к ней. В этом
случае в формулу
(5.17) следует вводить поправку
ε
= ехр [- 4
10
-6
(90
°
-
ϕ
)
3
],
учитывающую изменение коэффициента теплоотдачи при наклоне струи.
3.5.9. Примеры решения задач
Пример 1. Определить теплоту, рассеиваемую в окружающую среду
шпиндельной бабкой прецизионного станка, если температура ее поверх-
ности 32
°С, температура окружающей среды 20°С, наружная поверх-
ность бабки 1,44м
2
(ширина 400 мм, высота 600 мм, длина 600 мм).
Для данного случая применима формула
(5.15). Так как шпиндель-
ная бабка ограничена вертикальными поверхностями и крышкой, отдаю-
щей теплоту вверх, то К = 1. В соответствии с уравнением (5.15) крите-
рий Грасгофа должен быть вычислен при температуре окружающей сре-
ды.
Вычисляем критерий Грасгофа
Gr при t
0
= 20
°
C. Для воздуха кинемати-
ческая вязкость при этой температуре
v = 15,24·10
-6
м
2
/с
, коэффициент тепло-
проводности
λ=257,2·10
-4
Вт/(м·К)
                  0 ,25
          ⎛ Pr ⎞
поправка ⎜⎜ 0 ⎟⎟   > 1. Значения показателей степени сомножителей в
          ⎝ Prs ⎠
формуле (5.17) приведены в табл.6 в зависимости от конкретного случая
теплообмена (см. рис. 5.2, 5.3 и 5.4) и значения критерия Рейнольдса [6].
                                                                Таблица 6
                  Re0             C           m             n              P
                < 2⋅103          0,15        0,33          0,43           0,1
   рис. 5.2                     0,021        0,8           0,43            0
                > 2⋅103
                 < 103           0,56        0,5           0,36            0
   рис.5.3                       0,28        0,6           0,36            0
                 > 103
                2 – 200         0,106        1,0            0              0
   рис. 5.4
               200 - 1700        0,61        0,67           0              0

    При использовании табл. 6 следует иметь ввиду два обстоятельства:
    а) при выборе характерного размера здесь при обтекании плит, пла-
стин и стержней в качестве характерного (определяющего) принят размер
омываемой поверхности по направлению движения среды. Например,
при протекании воздуха через слой частиц произвольной формы (абра-
зивный круг) характерным размером является эквивалентный диаметр
d э = 3 6 ⋅ V ⋅ π , где V – средний объем частиц зерна.
     б) когда рассчитывают коэффициент теплоотдачи α при поперечном обте-
кании цилиндрических поверхностей и стержней в реальных производственных
условиях, поток жидкости или газа может быть направлен не перпендикулярно к
продольной оси цилиндра (стержня), а под некоторым углом ϕ к ней. В этом
случае в формулу (5.17) следует вводить поправку ε = ехр [- 4⋅10-6 ⋅ (90° - ϕ)3],
учитывающую изменение коэффициента теплоотдачи при наклоне струи.

                          3.5.9. Примеры решения задач
     Пример 1. Определить теплоту, рассеиваемую в окружающую среду
шпиндельной бабкой прецизионного станка, если температура ее поверх-
ности 32°С, температура окружающей среды 20°С, наружная поверх-
ность бабки 1,44м2 (ширина 400 мм, высота 600 мм, длина 600 мм).
     Для данного случая применима формула (5.15). Так как шпиндель-
ная бабка ограничена вертикальными поверхностями и крышкой, отдаю-
щей теплоту вверх, то К = 1. В соответствии с уравнением (5.15) крите-
рий Грасгофа должен быть вычислен при температуре окружающей сре-
ды.
     Вычисляем критерий Грасгофа Gr при t0 = 20 °C. Для воздуха кинемати-
ческая вязкость при этой температуре v = 15,24·10-6м2/с , коэффициент тепло-
проводности λ=257,2·10-4 Вт/(м·К)
                                        48