Контактный теплообмен через соединения с окисленными поверхностями тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

КРЮЧКОВ Алексей Евгеньевич

КОНТАКТНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ЧЕРЕЗ СОЕДИНЕНИЯ С ОКИСЛЕННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

Специальность: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая

теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о

Воронеж-2009

003467681

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Попов Виктор Михайлович

Официальные оппоненты: ' доктор технических наук, профессор

Мозговой Николай Васильевич;

доктор технических наук, профессор Шишацкий Юлиан Иванович :

Ведущая организация ГОУ ВПО «Воронежский государственный

Защита состоится «14» мая 2009 г. в 14 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г.Воронеж, Московский просп.,14

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Автореферат разослан «10 » апреля 2009 г.

архитектурно - строительный университет»

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В таких областях техники, как авиация, космонавтика, энергетика, радиоэлектроника в связи с резким повышением теплонапря-женности элементов конструкций в процессе их проектирования, создания и эксплуатации требуется информация о процессах, протекающих в зоне контакта между металлическими поверхностями отдельных деталей и узлов. Изучению подобных процессов посвящен отдельный раздел теплофизики, известный как контактный теплообмен. Проблеме контактного теплообмена за последние несколько десятилетий посвящен большой объем экспериментальных и теоретических работ отечественных и зарубежных ученых. Проведенными исследованиями установлено, что при прохождении теплового потока через зону контакта металлических поверхностей тел возникает контактное термическое сопротивление (КТС), обусловленное тем обстоятельством, что фактическая площадь контакта составляет незначительную часть номинальной площади соприкосновения поверхностей. Присутствие этого сопротивления приводит к температурному перепаду между соприкасающимися поверхностями и соответственно к повышению общего температурного напора в составных элементах конструкций. Экспериментально установлено, что на КТС оказывают влияние геометрия поверхностей контакта, усилие прижима, температура, природа контактирующих тел. Вместе с тем до настоящего времени влияние на КТС целого ряда факторов остается малоизученным. Среди последних практический интерес представляет вопрос формирования КТС для соединений, поверхности которых покрыты оксидными пленками. Поэтому задача изучения процесса контактного теплообмена через соединения с окисленными поверхностями является актуальной.

Данная работа выполнялась по плану НИР ГОУВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» в рамках темы «Разработка и обоснование методов расчетов и способов изменения термических сопротивлений в контактных соединениях конструкций» (Гос. per. 201.85.00.52.971).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являются разработка и исследование математической модели процесса теплообмена через зону контакта металлических поверхностей с оксидными пленками и методики расчета контактного термосопротивления. Для достижения сформулированной цели решались следующие задачи:

1. Анализ состояния вопроса теплообмена с поверхностями, имеющими малотеплопроводные оксидные пленки.

2. Разработка модели процесса теплообмена через контактный элемент с оксидной пленкой.

3. Разработка методики расчета КТС для соединений с окисленными плоскошероховатыми поверхностями и поверхностями, имеющими волнистость и макроотклонения формы.

4. Экспериментальные исследования влияния различных факторов на формирование КТС в соединениях с окисленными металлическими поверхно-

стями.

5. Исследования процесса формирования КТС в соединениях с периодически контактирующими окисленными металлическими поверхностями.

Научная новизна работы.

1. Получено аналитическое решение термосопротивления единичного микроконтакта при наличии малотеплопроводной пленки, отличающееся учетом эффекта двойного стягивания теплового потока.

2. Разработаны методики расчета КТС соединений с окисленными плоскошероховатыми поверхностями и поверхностями, имеющими волнистость и макроотклонения, отличающиеся приближением к реальным условиям контактного теплообмена.

3. Экспериментально подтверждено определяющее влияние комплексов 5<,/а и XJko на формирование КТС окисленных поверхностей, позволяющее прогнозировать процесс теплообмена в зоне контакта.

4. Разработана методика определения КТС для периодически контактирующих окисленных металлических поверхностей, отличающаяся от методик для статических контактов учетом длительности контакта и периода.

Практическая значимость и реализация результатов. Результаты физического и математического моделирования процесса контактного теплообмена и экспериментальные данные, приведенные в работе, позволяют:

1. Проектировщикам и эксплуатационникам прогнозировать формирование КТС соединений с окисленными металлическими поверхностями различной топографии при различном давлении.

2. Путем подбора толщины и рода оксидной пленки, геометрии поверхностей и давления проводить операции по изменению термосопротивления в теп-лонапряженных системах с контактными соединениями.

Предлагаемые методики приняты в практике предприятий ООО «PET Ф2» и ООО «Метизы Черноземья».

Материалы диссертационной работы используются при чтении курса лекций и проведении лабораторного практикума по дисциплине «Теплотехника» на кафедре электротехники, теплотехники и гидравлики ГОУВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия».

На защиту выносятся:

1. Математическая модель процесса формирования термосопротивления единичного микроконтакта с малотеплопроводной оксидной пленкой.

2. Методика расчета КТС соединений с плоскошероховатыми окисленными металлическими поверхностями.

3. Методика определения КТС для соединений с окисленными металлическими поверхностями при наличии волнистости и макроотклонений формы.

4. Модель процесса формирования КТС в соединениях с периодически контактирующими металлическими поверхностями при наличии оксидных пленок.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференци-

2

ях: профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (2006, 2007), XXVII Российской школе «Наука и технология» (Миасс, 2007), школе-конференции «Восстановление эколого-ресурсного потенциала в Центральной лесостепи и юге России» (Воронеж-Сочи, 2007), XIV Туполевских чтениях (Казань, 2006), II Всероссийской научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Казань, 2008). Тематика исследований входит в ежегодные планы научно-исследовательской работы кафедры электротехники, теплотехники и гидравлики ВГЛТА.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 - в издании, рекомендованном ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1,2,3, 9] - разработка методики расчета КТС с окисленными поверхностями, численная интерпретация аналитического решения, получение и обработка экспериментальных данных; [5, 6, 7] - создание экспериментальной установки по определению КТС, получение и обработка опытных данных; [12, 13] - разработка модели процесса контактного теплообмена единичного контакта с оксидной пленкой.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 100 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 119 страницах, содержит 44 рисунка и 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертации, формулируются цели и задачи исследования, раскрывается научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе приводятся общие сведения о контактном теплообмене и контактном термосопротивлении. Принято считать, что полное КТС находится по правилу сложения параллельных сопротивлений:

+ ± (1)

R* Яс Ям

В данной главе дается анализ полученных другими учеными экспериментальных данных по влиянию различных факторов на формирование КТС. В процессе проведенного анализа установлено, что к малоизученным факторам, оказывающим влияние на КТС, относится наличие на поверхности контакта оксидных пленок. Имеется предположение о повышении КТС для контактов с окисленными поверхностями.

Во второй главе приводятся сведения о природе и свойствах оксидных пленок, современных способах определения их толщины. За счет низкой теплопроводности оксидных пленок большинства металлов и сплавов прогнозируется снижение теплопроводности в зоне контакта окисленных поверхностей. Для прогнозирования процесса теплообмена через зону контакта поверхностей с окисленными поверхностями разработана математическая модель формирования термосопротивления фактического контакта (в вакууме) для плоскошеро-

з

ховатых поверхностей. В основу рассматриваемой модели положено понятие о представительном элементе (микроконтакте) системы конечных размеров (рис. 1), имитирующем контакт микровыступов сферической формы как наиболее близкой к реальной. С каждым микроконтактом коаксиально связан круговой цилиндрический канал из материала смежных тел. Поскольку передача тепла во всех каналах идентична, то считаем боковые поверхности адиабатическими и процесс теплообмена в отдельном канале типичным для всей системы. За счет малого угла наклона микровыступа поверхность контакта принимается плоской.

Нахождение термосопротивления контактного элемента, когда X»,] =Хи2 ~ const, 6 —» 0 и — —* 0, сводится к определению температурного поля для полу-

го

ограниченной области в цилиндрической системе координат при условии постоянства теплового потока.

Рис.1. Схема контакта плоскошероховатых поверхностей с контактным элементом (1 и 2 - контактирующие тела)

Рис. 2. Модель элементарного теплового канала с оксидной пленкой (а), теплового канала материала (б) и оксидной пленки (в)

Тогда для половины теплового канала эта задача сводится к решению уравнения Лапласа в цилиндрических координатах: дгт 1 эг , э2г

с граничными условиями

——, 0 < г < а ™ az Z7Vа2 '

эт

= 0,0<г<го

, при Z —> со

K»ar nrl

= приг = г0.

z=0; (3)

(4)

(5)

Решение уравнения (2) дает сопротивление стягивания линий теплового

потока

- <Ря=сопз(, где <рч=соп1( - — {-) Лп=1 0?пго)3^№пго) • ^

коэффициент стягивания при постоянном тепловом потоке на площадке контакта.

Для контакта из разнородных материалов в вакууме

^^сопзь • (7)

Подобным образом Ю.П. Шлыковым, А. Хунтером и А. Уильямсом получены решения для условия постоянства температуры на контакте.

Перейдем к рассмотрению модели в виде половины элементарного теплового канала с оксидной пленкой на контакте (рис. 2). Ввиду того, что находим только величину термосопротивления контакта, а не точное распределение температур, то целесообразно рассматривать сопротивление в области оксидной пленки и основного материала, приравнивая при этом тепловые потоки и температуры во всех точках вдоль 0 < г < г0, ъ = 50. Полное сопротивление представляется как результирующее для последовательно включенных сопротивлений от стягивания теплового потока в области основного материала Ест и оксидной пленки Я0, т.е.

Дет = Кт + К- (8)

Сопротивление Лст описывается выражением (7) для контакта разнородных материалов. Сопротивление стягивания в области оксидной пленки Я0 можно выразить через эквивалентное сопротивление стягивания в цилиндре из материала, по сопротивлению идентичного основному материалу, при О < ъ < 60.

Модельная схема зоны, имитирующей оксидную пленку теплопроводностью Я„, предполагает фигуру на рис. 2, в. Подвод тепла идет равномерно к поверхности пленки при х = 50 через площадь лг^ . На другой стороне пленки при г = 0 поток максимально стягивается к контактному пятну площадью па2 .

Решение сводится к интегрированию уравнения Лапласа в цилиндрических координатах при граничных условиях

при2=0и0<г<а -Х<>—

у ^дг па

зт ^

2 '

при г=0и0<г<г„1 =

оХ

(9)

при г = §0 (Ю)

лго1

при г = 0 - >4,^=0; (11)

приг = г0, - Хо — 0. (12)

Уравнение (2) решается с условием, что функция Т(г, г) есть произведение двух функций, зависящих только от г, то есть

5

T(r,z) = C(z)B(r). (13)

Определив частные производные, подставив их в (2), разделив на СВ и приравняв полученное выражение к числу fi2, получим

+ = = (14)

Применяя метод степенных рядов, получим решение уравнения (14) в общем виде В(г) = A,J0(/?r) + A2Y0фт), при этом считаем, что J0(/?r) есть функция Бесселя 1-го рода нулевого порядка, a Y0(/3r) - функция Бесселя 2-го рода нулевого порядка, обладающая свойством, что при z—»0 Y—►<». Но тогда В(г) —> оо. Однако условие Т —► оо невозможно, поскольку по условию задачи Т является конечной величиной, то есть Аг = 0 и

B(r) = A,-J0Gft-). (15)

Если принять, что T(r,z) = C(z) • В(г), то ~ — С~, которое после подстановки в (11) дает r = rol= 0. С другой стороны, В = AiJ0(/?r), откуда

dS

— г -rol= AJ(/?r). Используя рекуррентное соотношение для Бесселевых

функций в виде Ji(fir) = — J1 (fir) и подставив его в последнее уравнение, получаем J,(fir0l) = 0. Функция В для п корней будет выглядеть как В„(г) = A„J0(/?nr) Решение уравнения (14) представляется в виде

C = D,Ch/?z-D2Sh/fe, (16)

Подставив решения (15) и (16) в (13), получим после преобразования гиперболического косинуса разности двух углов для корней

Т = £n=i AnUfinr)Ch[M5o-z)l (17)

Теперь рассмотрим Т = В(г). Из уравнения (2) получаем — (г • dB/dr) = О

или после интегрирования В = А„ ln г + À0

С учетом условий (11) и (12) последнее уравнение представляется как

В = Ад. (18)

Рассмотрим Т2 = C(z). Из уравнения (2) получаем, что d2C/dZ2 =0, которое в процессе интегрирования преобразуется к виду

С = N0(z - 80). (19)

Из условия (10) следует, что z= 5 = или N0 = -—^д-,

(7Z | v "Л0Го1 »А0Го1

которое после подстановки в (19) имеет вид

(20)

Решение задачи с учетом (17), (18) и (20) дает

Т = А0 + (50 - Z) + аг.1 лпсhVUb,-z)Vo№- (21)

Условие (9) после разложения в ряд Фурье по функции Бесселя преобра- * зуется как

-а г£2л = _£_+ЬУпФШпт)

°W2=° nrlJ па^ЧРпГа,)г0,1Жго1) W

Преобразуя (21) и (22), получаем

б

А _ 22,___¡л?**)__/23}

" пХ0а (РпГо1У/кРпГс1^к(рп£0У Подстановкой (23) в (21) получаем

т=д , Ч (х _ 4.скРп^о-2Шрпа.)Шпг) плл

Поскольку собственные значения (21) являются корнями уравнения 1,(/?„го1) = 0, то с учетом (24) А0 можно представить как среднюю температуру при г - 50.

Сопротивление стягивания в области оксидной пленки представляется

как

(25)

Средние температуры на площадках тга2 для г = 0и лг^ при г = 50 определяются как

1 тга2 ->о £ ~" '

Т =21. [г°*т г^г.

лго1 0 0

Из решения уравнения (23) с учетом (24) и значений температур Т] и Т2 получаем значение термосопротивления в области оксидной пленки

К-¿¡Ъ. (26)

гда«»1=т2п-1 щ^В^Шы ~ коэффициент стягивания теплового

потока в оксидной пленке к площадке контакта. Для случая, когда обе поверхности контакта покрыты оксидными пленками

Суммарное термосопротивление для окисленных поверхностей имеет вид

+ (28)

Входящий в (28) радиус го1 носит гипотетический характер, отчего уравнение (28) нельзя принять за основу при расчете полного термосопротивления элементарного канала с оксидной пленкой. Вместе с тем из всех возможных термосопротивлений в этом случае наиболее приближенным к реальному будет максимальное результирующие сопротивление. Отсюда для заданной геометрии элементов теплового канала и значений Лми Я0 подбор г01 в пределах а < г„1 < г0, для которых Ист имеет максимум, позволяет аппроксимировать близкое к действительному сопротивление стягивания. Относительное увеличение термосопротивления окисленных контактов выразим через коэффициент повышения сопротивления

К = (29)

Здесь коэффициент стягивания у функционально зависит от комплекса а/г0и находится графически.

Анализ формирования термосопротивления для окисленных поверхностей проводился численным методом по уравнению (29) для различных

7

Рис. 3. Зависимость коэффициента повышения сопротивления при наличии оксидной пленки от отношения — при ф1 = 10 и различных зна-

'о Яо

чениях параметра —: 1 - для 0,05; 2 — 0,07; 3 - 0,1; 4 - 0,15; 5 - 0,2. Штриховая и штрихпунктирная линии -эксперимент

24 20 16 12 8 4

0

Рис. 4. Зависимость коэффициента повышения сопротивления при наличии оксидной пленки от отношения — при ^ =50 и различных зна-

Го

чениях параметра —: 1 — для 0,05; 2 -0,07; 3 - 0,1; 4 - 0,15; 5 - 0,2. Штриховая и штрихпунктирная линии -эксперимент

значений комплексов а/г0, 80/а и Лм/Л0 , а также подбираемого го1 (рис.3).

Из рис.3 видно, что влияние оксидной пленки на термосопротивление контакта растет с увеличением значений комплексов 50/а и Ям/Я0, причем отношение коэффициентов теплопроводности накладывает ограничение на коэффициент К.

Перейдем к рассмотрению контактов с плоскошероховатыми поверхностями, имеющими оксидные пленки. КТС фактического контакта.

(30)

Формула (30) для окисленных поверхностей преобразуется при условии, что П = ^:И а = 4 • 10"5м, к виду

па2

Дм0= 0,628 • ю**-к. (31)

¿нЧз

Для соединений, функционирующих в газовой среде, КТС имеет вид

1.б-104Л„Л3 | 2ЛСУ «к <Рц = соп^'К я71+к72'

В реальных соединениях поверхности контакта часто имеют макронеровности в виде волнистости и неплоскостности. Рассматривается модель, в основу которой положен эффект двойного стягивания теплового потока, вначале к макро-, а затем к микроконтактным площадкам (рис. 5,6).

Термосопротивления контакта волнистых окисленных поверхностей рассчитываются по формуле

2 Зм.чГ

Для контактов с неплоскостными окисленными поверхностями расчетная формула для КТС имеет вид

(34)

1

Як

Лм-ЧЗ

Д I «г1+«гг • г

Рис. 5. Схема контакта волнистых поверхностей с макроконтактным элементом

Рис. 6. Схема контактного элемента с одной площадкой касания при контакте поверхностей с неплоскостно-стями

В третьей главе приводятся характеристика и программа экспериментальных исследований, планирование экспериментов и статистическая обработка результатов испытаний. Представлены также методики и экспериментальные установки для определения КТС соединений с чистыми и окисленными поверхностями для статических и нестатических контактов. Установка для определения КТС статистических контактов позволяет находить термосопротивление для моделей, имитирующих микроконтакт выступов сферической формы, и термосопротивление контактов с реальными поверхностями различной геометрии.

При определении КТС в статических контактах использовалась стандартная методика для условий стационарного температурного поля. В соединениях

с нестатическими контактами КТС находилось по методу, в основу которого положено установление в зоне контакта регулярного температурного режима.

В четвертой главе представлены результаты проведенных экспериментов и приводится анализ опытных данных. На рис. 7 и 8 приведены данные опытов в виде зависимости И* = Г(Р) для контактных пар из меди М2 и сплава Д16Т с чистыми и окисленными поверхностями. Из расположения кривых видно, что наличие на поверхностях контактов оксидных пленок

Рис. 7. Зависимость КТС от нагрузки при отсутствии (1) и наличии на поверхностях контактной пары из меди М2 оксидных пленок (2,3). Чистота обработки поверхностей = 3,1 • Юм6 , Дгг = 2,7-10-6, Тк = 393К. Толщина оксидных пленок 2 - 501 + 502 = 1100 • Юй10; 3 - 2150 ■ Ю"10. Среда - воздух. Штриховая и штрих-пунктирные линии - результаты расчета

Рис.8. Зависимость КТС от нагрузки при отсутствии (1) и наличии (2,3) на поверхностях контактной пары из сплава Д16Т оксидных пленок. Чистота обработки поверхностей Й71 = 4,1 • 10"6 , КХг = 2,7 ■ Юй6 , Тк = 393К. Толщина оксидных пленок: 2 - 501+ 602 = 1050-Ю"10; 3 -2150 ■ Юй10; Среда - воздух. Штриховая и штрихпунктирные линии результаты - расчета

повышает КТС, которое с увеличением толщины пленок растет. Данные опытов свидетельствуют также о влиянии теплопроводности оксидных пленок, как это следует из сравнения КТС для контактных пар из М2 и Д16Т, когда за счет более теплопроводного оксида Л1203 в сравнении с СиО КТС для менее теплопроводного сплава Д16Т меньше, чем для пары из меди М2. Предложенные ранее

ю

расчетные формулы в целом дают удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными.

На рис.9 приведены кривые зависимости коэффициента повышения сопротивления от отношения суммы толщин оксидных пленок к сумме средних высот микронеровностей контактирующих поверхностей из М2. Полученные данные опытов свидетельствуют о снижении коэффициента К при уменьшении отношения суммы толщин оксидных пленок к сумме средних высот микронеровностей. Причем снижение К более выражено для поверхностей высокой чистоты обработки, что объясняется вкладом термосопротивления межконтактной среды 11с.

К=

4

3 ,. /

——1 -к

1

R,

, rfK 10,

3

С"

V и --» 7— 6

/ 1

Р.нПа

Рис. 9. Зависимость коэффициента повышения сопротивления от суммы средних высот микронеровностей и суммы толщин оксидных пленок на поверхности контакта пары из М2. Тк = 393К. Р = 2 МПа. Толщина пленок S0l + 602 : I - 850 • Ю„10; 2 -1050 • Ю~10; • Ю"10; 4 - 2300 •

Рис. 10. Зависимость КТС от нагрузки при отсутствии (1,4) и наличии (2,3,5,6) оксидных пленок на поверхности образцов из сплава Д16Т контактной пары Д16Т - Ст2. Чистота обработки поверхности первой контактной пары = 5,6 10"6 м, Яг2 = 4,7 10"6 м; средняя - 1700 высота волны Нв! =28 ■ 10"6 м. Для второй пары Я2]=4,3 • 10"6 м; Я22 = 2,1 -1 О"6 м; НВ2 = 12 • 10"6 м. Среда - воздух Тк = 403 К. Толщина оксидной пленки на поверхности Д16Т:2,5-50 =(500^550) Ю-6 м; 3,6 - 50 = (10501100)' 10"6м.

Штриховая линия - расчет для позиции 2

Помимо соединений с плоскошероховатыми поверхностями исследовались также соединения с волнистыми поверхностями и поверхностями, имеющими неплоскостность. Из анализа рис. 10 для контактной пары с волнистой поверхностью следует, что, как и для плоскошероховатых поверхностей, наличие оксидных пленок повышает КТС. При этом сохраняется та же тенденция снижения КТС с уменьшением отношения (<501 + <502)/(НВ1 + Кг2) ПРИ контакте плоской и волнистой поверхностей. При контакте поверхностей с неплоскостностью (рис. 11) характер кривых зависимости Я* = ДР) идентичен для контакта плоскошероховатых и волнистых поверхностей. Приведенные на рис. 10 и И кривые расчетов по формулам главы 2 дают удовлетворительную сходимость с опытными данными.

RkIOIts

i щ /3

X ч\

чУ

1 J""**

РЖ

Рис. 11. Зависимость КТС от нагрузки при отсутствии (1) и при наличии (2,3) оксидных пленок на поверхностях контактной пары из сплава Д16Т. Чистота обработки поверхностей - Кг1 = 16,8 10"* м, 1^=17,3 10"6 м. Относительная неплоскостность (3/вн = 84 10'5; <3-29 10"6 м. Среда -воздух. Т„ = 403К. Штриховая линия - расчет для позиции 3

Рис. 12. Зависимость термосопротивления за счет прерывания теплового потока от отношения длительности контакта к длительности периода при наличии КТС в зоне контакта поверхностей образцов из М2 при отсутствии (1) и при наличии (2,3) оксидных пленок с 80 = 250 10" 10м (2) и 5о=1150 10"'°м (3); Rz=3,4 •10~6 м; Тк=393 К; Р = 0,2 МПа; v = 0,1 Гц; К = 415 Вт/мК; Х,= 1 Вт/мК;

а = 110 10"6 м2/с; = 0,00038;

ф)г = 0,026; (2g5)3 = 0,085

Кроме статических контактов, в работе рассматривался контактный теплообмен для периодически соприкасающихся окисленных поверхностей. На установке, описанной в главе 3, поставлена серия экспериментов по исследованию влияния оксидных пленок на периодически контактирующих плоскошероховатых поверхностях на формирование термосопротивления за счет прерывания теплового потока в зависимости от отношения длительности контакта к длительности периода.

На рис.12 приведены данные проведенных опытов для образцов из меди М2. Из рис. 12 видно, что наличие оксидной пленки на поверхностях контакта сопровождается ростом безразмерного комплекса (уН^/а2), характеризующего контактные термосопротивления. При этом следует, что общее термосопротивление тепловому потоку в виде комплекса (vh^p/a2) зависит от КТС и тем заметнее, чем больше отношение длительности контакта к длительности периода

В завершение экспериментальной части работы приводятся практические рекомендации по терморегулированию контактных соединений с окисленными поверхностями. Так, для повышения величины КТС в таких соединениях предлагается помимо увеличения толщины оксидных пленок вводить в зону контакта одну или несколько окисленных тонких пластин из фольги. Для снижения КТС рекомендуется подвергать окисленные поверхности механической обработке.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Показана необходимость проведения экспериментально-теоретических исследований процесса контактного теплообмена для соединений с окисленными поверхностями.

2. Разработана математическая модель процесса формирования термосопротивления отдельного теплового канала для микроконтакта с оксидной пленкой, позволяющая рассчитать численные значения коэффициента повышения термосопротивления.

3. Разработаны методики расчета контактного термосопротивления для соединений с окисленными плоскошероховатыми поверхностями и поверхностями, имеющими волнистость и макроотклонения формы.

4. Экспериментально подтверждено повышение контактного термосопротивления при наличии на поверхностях контакта различной геометрии оксидных пленок.

5. Установлено, что с увеличением отношения суммы толщин оксидных пленок к сумме средних высот микронеровностей соприкасающихся поверхностей возрастает значение контактного термосопротивления.

6. Экспериментальным путем установлено повышение контактного термосопротивления тепловому потоку через периодически контактирующие поверхности при наличии на них оксидных пленок.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Попов В.М. Теплообмен через контактные соединения с окисленными металлическими поверхностями / В.М. Попов, А.Е. Крючков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т. 2. № 6. С. 14 — 17.

2. Попов В.М. Теплопроводность между периодически контактирующими поверхностями / В.М. Попов, А.Е. Крючков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. № 6. С. 101 - 105.

3. Попов В.М. Определение контактных термосопротивлений с использованием прямых численных решений обратных задач теплопроводности (ОЗТ) / В.М. Попов, А.Е. Крючков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2008. Т. 4. № 5. С. 102 - 103.

Статьи и материалы конференций

4. Крючков А.Е. Влияние окисных пленок на процесс теплообмена через периодически контактирующие металлические поверхности / А.Е. Крючков // XIV Туполевские чтения: сб. материалов Междунар. молодежной науч. конф. -Казань, 2006. С. 65-66.

5. Попов В.М. К снижению теплонапряженности выпускных клапанов дизельных установок / В.М. Попов, A.A. Карпов, А.Е. Крючков // Перспективные технологии, транспортные средства и оборудование при производстве, эксплуатации, сервисе и ремонте: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГЛТА, 2006. Вып. 1.С. 13-17.

6. Карпов A.A. Термическое сопротивление тепловому потоку через периодически контактирующие окисленные металлические поверхности / A.A. Карпов, А.Е. Крючков, В.М. Попов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: сб. науч. тр.— Воронеж: ВГЛТА, 2006. Вып. 11. С. 215 — 217.

7. Крючков А.Е. Теплопроводность контактного слоя с окисленными поверхностями / А.Е. Крючков, В.М. Попов // Лес. Наука. Молодежь - 2006: сб. материалов по итогам научно-исследовательской работы молодых ученых ВГЛТА за 2005-2006 годы. Воронеж: ВГЛТА, 2006. С. 262 - 264.

8. Крючков А.Е. Контактный теплообмен в теплонапряженных системах машин и аппаратов лесного комплекса / А.Е. Крючков // Организационно-методические вопросы деятельности научно-образовательного центра в области переработки и воспроизводства лесных ресурсов: материалы Всерос. науч. техн. конф. с междунар. участием. - Воронеж: ВГЛТА, 2006. С. 107 - 108.

9. Попов В.М. Теплопроводность через зону контакта двух периодически, соприкасающихся стержней / В.М. Попов, А.Е. Крючков II Природопользование, ресурсы, техническое обеспечение: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГЛТА, 2007. Вып. 3. С. 147 - 153.

10. Крючков А.Е. Термосопротивление в зоне контакта окисленных поверхностей технических систем лесного комплекса / А.Е. Крючков // Восста-

14

новление эколого-ресурсного потенциала агролесобиоцинозов, лесоразведение и рациональное природопользование в Центральной лесостепи и юге России: материалы школы-конф. - Воронеж - Сочи: ВГЛТА, 2007. С. 77 - 78.

11. Крючков А.Е. К определению контактных термосопротивлений (КТС) в соединениях с окисленными поверхностями / А.Е. Крючков // Наука и технологии. Краткие сообщения XXVII российской школы. - Миасс: УроРАН, 2007. Сер. 2. С. 89-90.

12. Карпов A.A. Теплообмен через периодически контактирующие металлические поверхности / A.A. Карпов, А.Е. Крючков // Лес. Наука. Молодежь 2007: - сб. материалов по итогам научно-исследовательской работы молодых ученых ВГЛТА за 2007 год. - Воронеж: ВГЛТА, 2007. С. 212 - 216.

13. Крючков А.Е. Контактный теплообмен через соединения с окисленными поверхностями / А.Е. Крючков, A.B. Латынин, O.E. Ерин // Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология: материалы II Всерос. студенческой науч.-техн. конф. - Казань, 2008. С. 209-211.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Тк - средняя температура в зоне контакта, К; ДТ - температурный скачок в зоне контакта, С; - тепловой поток, Вт; ц — удельный тепловой поток, Вт/м2; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); а - коэффициент температуропроводности, м2/с; - контактное термосопротивление, (м2К)/Вт; -средняя высота выступов микронеровностей, м; Н„- средняя высота выступов волн, м; Ь - шаг волны, м; (3 — неплоскостность, м; с1/в - относительная неплоскостность; р - удельная нормальная нагрузка, МПа; 8„, 8ф, Б*- номинальная, фактическая и контурная площадь контакта, м2; ^ = 8>/8и; г)3 = 8„8ф - относительные площади контактов; а - радиус микроконтакта, м; в„ - радиус макро-контактного элемента, м; 50 - толщина оксидной пленки, м; V - частота, Гц; тк -время в течение одного цикла, когда поверхности находятся в контакте, с; Ь -длина стержня, м; Ь^, - длина участка стержня, представляющая термосопротивление вследствие периодического прерывания теплового потока, м; 11к -длина участка стержня, идентичного контактному термосопротивлению, м; х,у,г - декартовы координаты.

Подписано в печать 06.04.2009. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № . ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14 16

Условные обозначения и размерности.

Введение.

Глава 1. Анализ состояния проблемы контактного теплообмена. Цель и задачи исследования.

1.1 Общие сведения о контактном теплообмене. Контактное термическое сопротивление .'.'.

1.2 Основные факторы, влияющие на процесс контактного теплообмена

1.3 Экспериментальные данные о термосопротивлении контакта окисленных поверхностей.

1.4 Выводы и постановка задачи исследований.

Глава 2. Математическое моделирование процесса теплообмена через зону контакта окисленных поверхностей.

2.1 Общие сведения о природе образования и структуре оксидных пленок на металлических поверхностях.

2.2 Математическое моделирование процесса формирования контактных термосопротивлений в соединениях с окисленными поверхностями.

2.3 Моделирование процесса формирования контактного термосопротивления для окисленных поверхностей при наличии макронеровностей.

2.4 Выводы.

Глава 3. Постановка, программа и методики экспериментальных исследований.

3.1 Характеристика и программа экспериментальных исследований.

3.2 Объекты исследований.

3.3Планирование экспериментов и статистическая обработка результатов испытаний.

3.4 Методика и установка для исследования процесса теплообмена в зоне контакта поверхностей с оксидными пленками.

3.5Методика и установка для исследования термосопротивления в зоне контакта окисленных периодически соприкасающихся поверхностей.

3.6 Выводы.

Глава 4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований и их анализ.

4.1 Теплообмен через контактные соединения с плоскошероховатыми поверхностями с оксидными пленками.

4.2 Теплообмен через контактные соединения с окисленными поверхностями, имеющими волнистость или макроотклонения формы.

4.3 Теплообмен в зоне контакта периодически соприкасающихся окисленных металлических поверхностей.

В таких областях техники как авиация, космонавтика, энергетика, радиоэлектроника в процессе проектирования и создания теплонапряженных конструкций требуется информация о процессах, протекающих в зоне контакта между металлическими поверхностями деталей и узлов. Изучению подобных процессов посвящен отдельный раздел теплофизики, известный как контактный теплообмен. Исследованиям контактного теплообмена за последние несколько десятилетий посвящен большой объем экспериментальных и теоретических работ отечественных и зарубежных ученых [1-5]. Проведенными исследованиями установлено, что при прохождении теплового потока через зону контакта поверхностей твердых тел возникает контактное термическое сопротивление (КТС), обусловленное тем обстоятельством, что фактическая площадь контакта составляет незначительную часть номинальной площади соприкосновения поверхностей. Доказано, что на КТС оказывает влияние геометрия поверхностей контакта, усилие прижима, температура, природа контактирующих тел. Вместе с тем до настоящего времени влияние на КТС целого ряда факторов остается малоизученным. Среди последних определенный интерес представляет вопрос формирования КТС для соединений, поверхности которых покрыты малотеплопроводными оксидными пленками. Такого рода соединения встречаются в теплонапряженных конструкциях атомных реакторов, газовых турбин, конструкционных соединениях летательных аппаратов, аппаратов прямого преобразования энергии и др.

Данная работа выполнялась по плану НИР ВГЛТА в рамках темы: «Разработка и обоснование методов расчетов и способов изменения термических сопротивлений в контактных соединениях конструкций» (гос. per. 201.85.00.52.971).

Цель и задачи работы. Целью данной работы является разработка и исследование математической модели процесса теплообмена через зону контакта металлических поверхностей с оксидными пленками и методики расчета контактного термосопротивления.

Для достижения сформулированной цели решались следующие задачи:

1. Анализ состояния вопроса теплообмена в зоне контакта с поверхностями, имеющими малотеплопроводные оксидные пленки.

2. Разработка модели процесса теплообмена через контактный элемент с оксидной пленкой.

3. Разработка методики расчета КТС для соединений с окисленными плоскошероховатыми поверхностями и поверхностями, имеющими волнистость и макроотклонения формы.

4. Экспериментальное исследование влияния различных факторов на формирование КТС в соединениях с окисленными металлическими поверхностями.

5. Исследование процесса формирования КТС в соединениях с периодически контактирующими окисленными металлическими поверхностями.

Научная новизна работы.

1. Получено аналитическое решение термосопротивления единичного микроконтакта при наличии малотеплопроводной пленки, отличающаяся учетом эффекта двойного стягивания теплового потока.

2. Разработаны методики расчета КТС соединений с окисленными плоскошероховатыми поверхностями и поверхностями, имеющими волнистость и макроотклонения, отличающиеся приближением к реальным условиям контактного теплообмена.

3. Экспериментально подтверждено определяющее влияние комплексно Яд сов — и — на формирование КТС окисленных поверхностей, позво-<х Л0 ляющее прогнозировать процесс теплообмена в зоне контакта.

4. Разработана методика определения КТС для периодически контактирующих окисленных металлических поверхностей, отличающаяся от методик для статических контактов учетом длительности контакта и периода.

Адекватность. Адекватность математических моделей подтверждается приемлемой сходимостью результатов. Аналитическое моделирование для КТС окисленных поверхностей дает хорошую сходимость с экспериментальными данными автора и других исследователей.

Практическая значимость и реализация результатов. Результаты физического и математического моделирования процесса контактного теплообмена и экспериментальные данные, приведенные в работе, позволяют:

1. Проектировщикам и эксплуатационникам прогнозировать формирование КТС соединений с окисленными металлическими поверхностями различной топографии при различном давлении.

2. Путем подбора толщины материала и оксидной пленки, геометрии поверхностей и давления проводить операции по терморегулированию в теплонапряженных системах с контактными соединениями.

Предлагаемые методики приняты в практике предприятий ООО «РЕТ Ф2» и ООО «Метизы Черноземья».

Материалы диссертационной работы используются при чтении курса лекций и проведении лабораторного практикума по дисциплине «Теплотехника» на кафедре электротехники, теплотехники и гидравлики Воронежской государственной лесотехнической академии.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель процесса формирования термосопротивления единичного микроконтакта с малотеплопроводимой (оксидной) пленкой.

2. Методика расчета КТС соединений с плоскошероховатыми окисленными металлическими поверхностями.

3. Методика определения КТС для соединений с окисленными металлическими поверхностями при наличии волнистости или макроотклонений формы.

4. Модель процесса формирования КТС в соединениях с периодически контактирующими металлическими поверхностями при наличии оксидных пленок.

Апробация работы. Апробация результатов исследований проводилась на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (2006, 2007г.), на XXVII Российской школе «Наука и технологии» (г.Миасс ,2007г.) , школе-конференции «Восстановление эколого-ресурсного потенциала в Центральной лесостепи и юге России» (Воронеж-Сочи ,2007г.), XIV Тупо-левских чтениях (г.Казань ,2006г.) на Второй Всероссийской научно — технической конференции «Интенсификация тепломассообменых процессов, промышленная безопасность и экология» (г. Казань, 2008г.).

Тематика исследований входит в ежегодные планы научно-исследовательской работы кафедры электротехники, теплотехники и гидравлики ВГЛТА.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 13 научных работ общим объемом 46 страниц в том числе 3 в издании, рекомендованном ВАК РФ. Из них лично автору принадлежат 29 страниц.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 118 страницах, в том числе 100 страниц машинописного текста. В диссертацию входят 44 рисунков, 4 таблиц, библиографический список литературы составляет 100 наименований.

Основные выводы и результаты

1. Показана необходимость проведения экспериментально-теоретических исследований процесса контактного теплообмена для соединений с окисленными поверхностями.

2. Разработана математическая модель процесса формирования термосопротивления отдельного теплового канала для микроконтакта с оксидной пленкой, позволяющая рассчитать численные значения коэффициента повышения термосопротивления.

3. Разработаны методики расчета контактного термосопротивления для соединений с окисленными плоскошероховатыми поверхностями и поверхностями, имеющими волнистость и макроотклонения формы.

4. Экспериментально подтверждено повышение контактного термосопротивления при наличии на поверхностях контакта различной геометрии оксидных пленок.

5. Установлено, что с увеличением отношения суммы толщин оксидных пленок к сумме средних высот микронеровностей соприкасающихся поверхностей возрастает значение контактного термосопротивления.

6. Экспериментальным путем установлено повышение контактного термосопротивления тепловому потоку через периодически контактирующие поверхности при наличии на них оксидных пленок.

1. Шлыков, Ю.П. Контактный теплообмен Текст.: моногр. / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин. — М.: Госэнергоиздат, 1963 144 с.

2. Шлыков, Ю.П. Контактное термическое сопротивление Текст.: моногр. / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин, С.Н. Царевский. М.: Энергия, 1977. - 328 с.

3. Попов, В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений Текст.: моногр. / В.М. Попов. -М.: Энергия, 1971. -214 с.

4. Мадхусудана, К.В. Контактная теплопередача. Исследования последнего десятилетия Текст. / К.В. Мадхусудана, JI.C. Флетчер // Аэрокосмическая технология. 1987. - № 3. - С. 103 - 120.

5. Фаворский, О.Н. Контактный теплообмен в газотурбинных двигателях и энергоустановках Текст.: моногр. / О.Н. Фаворский, В.А. Мальцев, В.Н. Леонтьев. — М.: Машиностроение, 1978. 143 с.

6. Крагельский, И.В. Трение и износ Текст.: моногр. / И.В. Крагельский. — М.: Машгиз, 1962. 383 с.

7. Демкин, Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей Текст.: моногр. / Н.Б. Демкин. М.: Наука, 1970. - 226 с.

8. Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин Текст.: моногр. / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов. -М.: Машиностроение, 1981. -244 с.

9. Эккерт, Э.Р. Введение в теорию теплообмена и массообмена Текст.: моногр. / Э.Р. Эккерт. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 274 с.

10. Rapier, А.С. The thermal conductance of uranium dioxide stainless steel interfaces Text. / A.C. Rapier, T.M. Jones, Y.E. Macintosh // Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 1963. Vol.6, P. 397 - 416/

11. Попов, В.М. К определению термического контактного сопротивления в газовой среде Текст. / В.М. Попов, А.И. Краснобородько // Инженерно-физический журнал. — 1974. — Т. 36. Вып. 4. - С. 308 - 310.

12. Cetinkale, T.N. a Fishenden М. Thermal Conductance of Metalls Surfaces in Contacts Text. / T.N. Cetincale // Proceedings of the Ceereral Discussion on heat110

13. Transfer. 1953. - P. 271 - 276.

14. Jacobs R.B. Thermal conductance of metallic contacts Text. / R.B. Jacobs, C. Starr // The Review of Scientific Instruments. 1939. - V.10. - № 4. - P. 140 -141.

15. Kouwenhoven, W.B. Thermal resistance of metal contacts Text. / W.B. Kou-wenhoven, I. H. Potter // The Journal of the American Welding Society. 1948. — V.27. - № 10. -P.515 - 520.

16. Швец, И.Т. Исследования по контактному теплообмену между деталями тепловых машин Текст. / И.Т. Швец, Е.П. Дыбан, Н.М. Кондак // Тр. Института теплоэнергетики АН УССР. 1955. - Вып. 12. - С.21 - 53.

17. Дыбан, Е.П. Исследование контактного теплообмена между деталями Текст. / Е.П. Дыбан, Н.М. Кондак, И.Т. Швец // Изв. АН СССР ОТН. 1954. - № 9. - С.63 — 79.

18. Ильченко, О.Т. Тепловая проводимость слоя, образованного выступами шероховатости Текст. / О.Т. Ильченко, В.М. Капинос // ИВУЗ. Энергетика. — 1958.-№ 9.-С. 77-89.

19. Ильченко, О.Т. Термическое сопротивление контактного слоя Текст. / О.Т. Ильченко, В.М. Капинос // Тр. Харьков, политех, инст-та. Машиностроение. 1959. - Т. 19. - Вып.5. - С. 169-181.

20. Шлыков, Ю.П. Исследование контактного теплообмена Текст. / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин, Н.Б. Демкин // Теплоэнергетика. 1960. - № 6. - С. 72 -76.

21. Шлыков, Ю.П. Экспериментальное исследование контактного теплообмена Текст. / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин // Теплоэнергетика. 1961. - № 7. -С. 73 - 76.

22. Миллер, B.C. Некоторые результаты экспериментального исследования контактного теплообмена Текст. / B.C. Миллер // Тр. инст-та теплоэнергетики АН УССР. 1960. - Вып. 18. - С. 37 - 45.

23. Миллер, B.C. Результаты экспериментального исследования контактного теплообмена между металлическими плоскими поверхностями Текст. /B.C.ill

24. Миллер // Тр. инст-та теплоэнергетики АН УССР. 1960. - Вып.20. - С.83 -88.

25. Хижняк, Е.П. Исследование контактного термического сопротивления Текст. / Е.П. Хижняк // Тр. Гос. науч.-иссл. инст-та гражд. возд. флота. -1963.-Вып. 39.-С. 65.

26. Хижняк, Е.П. Некоторые результаты исследований контактного термического термосопротивления Текст. / Е.П. Хижняк // ИВУЗ. Энергетика. -1966.-№2.-С. 66-76.

27. Миллер, B.C. Контактный теплообмен в элементах высокотемпературных машин Текст.: моногр. / B.C. Миллер. Киев: Наукова думка, 1966. — 132 с.

28. Фрид. Проблема теплового контактного сопротивления в конструкциях космических кораблей Текст. / Фрид, Костелло // Ракетная техника. — 1962. -№ 2. С.65 - 67.

29. Клаузинг. Термическое сопротивление контакта в вакууме Текст. / Клау-зинг, Чао // Теплопередача. 1965. - № 2. - С.98 - 108.

30. Yovanovich, М.М. Thermal Contact Conductance of Turned Surfaces Text. / M.M. Yovanovich. A: AA Paner. - 1971. - P. 71 - 80.

31. Попов, B.M. Термическое сопротивление контакта волнистых поверхностей в вакууме Текст. / В.М. Попов // Инженерно-физический журнал. -1974. Т.27. — № 5. - С. 811 - 817.

32. Новиков, B.C. Влияние сжатия волнистых поверхностей на контактное термическое сопротивление Текст. / B.C. Новиков // Инженерно-физический журнал. 1970.-Т.19.-№2.-С. 327-331.

33. Попов, В.М. К вопросу определения термического сопротивления контакта систем с волнистыми поверхностями Текст. / В.М. Попов, М.С. Лазарев // Инженерно-физический журнал. — 1971. — Т.20. № 5. — С. 846 -852.

34. Маккинзи, M.JI. Пластическая деформация образцов с большим радиусом кривизны под действием больших нагрузок при определении теплопроводности Текст. / M.JL Маккинзи // Ракетная техника и космонавтика. 1973. - Т. 11. -№ 3. - С. 10-12.

35. Dundurs J. Heat Conduction between Bodies with Wavy Surfaces Text. / J. Dundurs, C. Panek // Journal of Heat and Mase Transfer. 1976. - Vol. 19. - P. 731-736.

36. Edmonds, M.J. Thermal Contact Resistance of Hard Machined Surfaces Pressed Against Relativedy soft Optical Flats Text. / M.J. Edmonds, A.M. Jones, Roberts S.D. // Applied Energy. 1980. - Vol. 6. - P. 405 - 427.

37. Weills, N.D. Thermal resistance measurements of Joints formed between stationary metal surfaces Text. / N.D. Weills, E.A. Ryder // Trans, of the ASME. -1949.-Vol. 71. — № 3. — P. 259-266.

38. Cordier, H. Etude experimentale de influence de la pression sur les resistances thermiques de contact Text. / H. Cordier, K. Maiti // Comptes Rendus. 1960. -Vol. 250. - № 16.-P. 46-51.

39. Cordier, H. Etude experimentale des resistances thermiques de contact influence de la pression Text. / H. Cordier // Annales de Physique. 1961. - Tome 6. -№ 1 -2. -P. 5- 19.

40. Маккинзи, М.Л. Экспериментальное подтверждение циклического характера контактного теплообмена Текст. / М.Л. Маккинзи // В кн. «Теплообмен и тепловой режим космических аппаратов». — М.: Мир. — 1974. С. 213 - 233.

41. Микич, Б. Влияние теплопроводности материала покрытия на термическое сопротивление контакта Текст. / Б. Микич, Г. Карнаскиали // Теплопередача. 1970. -№ 3. - С. 168- 175.

42. Мальков, В.А. Влияние покрытия и прокладок из мягких материалов на контактное термическое сопротивление Текст. / В.А. Мальков, П.А. Доба-шин // Инженерно — физический журнал. — 1969. Т. 17. — № 5. - С. 871 — 879.

43. Fletcher, L.S. Review of Thermal Control Metallic Junction Text. / L.S. Flatcher // Journal of Spacecraft and Rockets. 1972. - Vol. 9. - P. 849 - 850.

44. Гайорог, Д.А. Исследование теплоизоляционных материалов для контактирующих поверхностей Текст. / Д.А. Гайорог // В кн. «Теплообмен и тепловой режим космических аппаратов. М.: Мир, 1974. - С. 234 - 258.

45. Попов, В.М. Теплообмен через соединения на клеях Текст.: моногр. / В.М. Попов. М.: Энергия, 1974. - 304 с.

46. Попов, В.М. Термическое сопротивление клеевых соединений Текст. /

47. B.М. Попов, Л.Ф. Янин // Изв. вузов. Авиационная техника. 1971. — № 2. —1. C. 193 194.

48. Попов, В.М. К вопросу о зависимости термического сопротивления клеевых соединений от модификаций геометрии склеиваемых поверхностей Текст. / В.М. Попов // Инженерно-физический журнал. 1972. - Т. 23. - № 5.-С. 928-929.

49. Попов, В.М. К вопросу о термическом сопротивлении клеевых прослоек на основе высоковязких клеев Текст. / В.М. Попов, В.П. Белокуров // Механика полимеров. 1975. - № 2. — С. 361 — 364.

50. Льюис, Д. Термическое сопротивление соединений на клеях Текст. / Д. Льюис, X. Сауер // Теплопередача. 1965. - № 2. - С. 64 - 66.

51. Михеев, Ю.С. Влияние относительного сдвига поверхностей на величину термического сопротивления контакта Текст. / Ю.С. Михеев, В.В. Эглит // В кн. «Исследование теплообмена в летательных аппаратах». — М.: МАИ, 1982. -С. 78-82.

52. Эглит, В.В. Оценка тепловых потерь в подвижных системах Текст. / В.В. Эглит // В кн. «Теплообмен в авиационной технике». М.: МАИ, 1984. - С. 68-71.

53. Акопова, М.И. О локальных сдвигах при тепловом контактировании поверхностей Текст. / М.И. Акопова и др.// В кн. «Отдельные задачи тепло- и массообмена между потоками на поверхности». М.: МАИ, 1986. - С. 66 -68.

54. Меснянкин, С.Ю. Текст. / С.Ю. Меснянкин, Ю.С Михеев, В.В. Эглит // В кн. «Теплообмен в элементах конструкции авиационных двигательных установок».-М.: МАИ, 1985.-С. 44-47.

55. Михайлова, Т.В. Контактный теплообмен при длительном нагружении Текст. / Т.В. Михайлова, С.Ю. Меснянкин // Тр. 3-й Росс. нац. конфер. по теплообмену. -М.: МЭИ, 2002. Т. 7. - С. 192 - 195.

56. Измайлов, В.В. О связи функциональных характеристик материалов с их физико-механическими свойствами Текст. /В.В. Измайлов // В кн. «Механика и физика контактного взаимодействия». Калинин: КГУ. - 1980. - С. 65 -67.

57. Howard, J.R. An Analogue study of Heat Transfer Through Periodically Contacting Surfaces Text. / J.R. Howard, A.E. Sutton // Inter. Journal of Heat and Mass Transfer.- 1970.-Vol. 13. P. 173 - 183.

58. Говард, Д.Р. Влияние контактного сопротивления на перенос тела между периодически контактирующими поверхностями Текст. / Д.Р. Говард, Н.Е. Саггон // Теплопередача. 1973. - № 3. - С. 128 - 129.

59. Карпов, А.А. К определению температурного поля в подвижных соединениях Текст. / А.А. Карпов, В.М. Попов, В.И. Копанева // Вестник ВГТУ. Серия Энергетика. Воронеж: ВГТУ. - 2003. - Вып. 7.3. - С. 22 - 24.

60. Чиркин, B.C. Теплопроводность промышленных материалов Текст.: мо-ногр. / B.C. Чиркин. М.: Гос. НТИ маш. лит., 1962. - 247 с.

61. Boeschoten, N. Van der Held E. The thermal conductance of contacts between aluminum and other metals Text. / N. Boeschoten // Physical. 1957. - V. 23. -№ 1.-P. 37-44.

62. Sanderson, P.D. Thermal resistance of magnox uranium interface. Initial results on effect of uranium oxide thickness Text. / NPCC - EEWP / P 100. Eng115lish. Electr. Co. Ltd. 1957.

63. Pearson I. A. Thermal resistance of Joint between a nuclear fuel and its canning material Text. /1.A. Parson // Nuclear Energy. 1962. - December.

64. Pearson I.A. Internal heat transfer in fuel elements Text. / I.A. Parson // Nuclear Energy. — 1963. — June.

65. Gale, E.M. Effect of Surface Films on Thermal Contact Conductance Text. / T.M. Gale. Part 1. - Microscopic Experiments. - ASME Paper 70 - HT / SpT -26, June 1970.

66. Tsao, Y. H. Effect of Surfaces Films on Thermal Contact Conductance Text. / Y.H. Tsao, R.W. Heimburg. Part 2 - Microscopic Experiments. - ASME Paper 70HT / SpT - 27, June 1970.

67. Tsukisoe, T. On the Mechanism of Heat Transfer between Metal Surfaces in Contact Text. Part 1 / T. Tsukisoe, T. Hisacado // Heat Transfer Japanese Research.-Vol. 1.-Jan.-March 1972.-P. 104-112.

68. Tsukisoe, T. On the Mechaitism of Heat Transfer between Metal Surfaces in Contact Text. 2 nd Part / T. Tsukisoe, T. Hisacado // Heat Transfer Japanese Research. - Vol. 1. - April - June 1972. - P. 23 - 31.

69. Yip, F.C. The Effect of oxide Films on Thermal Contact Resistance Text. / F. C. Yip. AJAA Paper 74 - 693, July 1974.

70. Mian, M.N. Thermal Resistance of Pressed Contact between, Steel Surfaes: Influence of Oxide Films Text. / M.N. Mian and others // Journal of Mechanical Engineering Science. Vol. 21, 1979. - P. 159 - 166.

71. Харитонов, В.В. Влияние теплопроводности поверхностного слоя на контактное термическое сопротивление Текст. / В.В. Харитонов // Атомная энергия. 1974.-т. 36.-Вып. 4.-С. 308-310.

72. Хольм, Р. Электрические контакты Текст.: моногр. / Р. Хольм. М.: Изд-во иностр. лит., 1961.- 263 с.

73. Эванс, Ю.Р. Коррозия и окисление металлов Текст.: моногр. / Ю.Р. Эванс. -М.: Машиностроение, 1962. 856 с.

74. Кофстад, П. Высокотемпературное окисление металлов Текст.: моногр. /116

75. П. Кофстад. М.: Мир, 1969. - 392 с.

76. Кубашевский, О. Окисление металлов и сплавов Текст.: моногр. / О. Ку-башевский, Б. Гопкинс. — М.: Металлургия, 1965. — 343 с.

77. Хауффе, К. Реакции в твердых телах и на поверхности Текст.: моногр. / К. Хауффе. — М.: Изд-во иностр. лит., 1963. 413 с.

78. Семенов, А.П. Схватывание металлов Текст.: моногр. / А.П. Семенов. — М.: Машгиз, 1958. 348 с.

79. Самсонов, Г.В. Физико-механические свойства окислов Текст.:моногр./ Г.В. Самсонов. М.: Металлургия, 1978. - 471 с.

80. Францевич. И.Н. Высокотемпературное окисление металлов и сплавов Текст.: моногр. / И.Н. Францевич. Киев: Гостехиздат, УССР, 1963. - 348 с.

81. Roess, L.C. Theory of Conductance Text. / L.C. Roess // Beacon Labs. Texas, Beacon, NY, unpublished report, 1949. App. A.

82. Fenech, H. Prediction of Thermal Conductance of Metallic Surfaces in Contact Text. / H. Fenech, W. Rohsenow // ASME Journal of Heat Transfer. Vol. 85. -Feb. 1963.-P. 15-24.

83. Cooper, M. G. Thermal Contact conductance Text. / M.G. Cooper, B.B. Mik-ic, M.M. Yovanovich // International Journal of Heat and Mass Transfer. Vol. 12.-1969.-P. 279-300.

84. Hunter, A. J. Heat Flow Across Metallic Joints The Constriction Alleviation Factor Text. / A.J. Hunter, A. Williams // International Journal of Heart and Mass Transfer. - Vol. 12. - 1969. - P. 524 - 526.

85. Sanokawa, K. Heat Transfer Between Metallic Surfaces in Contact Text. / K. Sanokawa // Bulletin of the Japan Sosiety of Mechanical Engineers. Vol. 11. - № 4.-1968.-P. 253-263.

86. Фрид. Проблема теплового контактного сопротивления в конструкции космических кораблей Текст. / Фрид, Костелло // Ракетная техника. 1962. — № 2. - С. 66-77.

87. Флетчер. Расчет контактного теплообмена между двумя одинаковыми металлическими поверхностями Текст. / Флетчер, Гайорг // В сб. «Теплообмен117и тепловой режим космических аппаратов». М.: Мир, 1974. - С. 196 - 212.

88. Timochenko, S. Theory of elasticity Text. / S. Timochenko, J. Goodier // McGraw-Hill Book Co, N.Y., 1951.

89. Кремер, H.M. Теория вероятностей и математическая статистика Текст.: моногр. / Н.М. Кремер. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 543 с.

90. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента поиска оптимальных условий Текст.: моногр. / Ю.П. Адлер. М.: Наука, 1976. - 279 с.

91. Попов, В.М. Теплообмен через контактные соединения с окисленными металлическими поверхностями Текст. / В.М. Попов, А.Е. Крючков // Вестник ВГТУ Серия «Энергетика». Воронеж: ВГТУ, 2006. - Т. 2. - № 6. - С. 14 -17.

92. Попов, В.М. Теплопроводность между периодически контактирующими поверхностями Текст. / В.М. Попов и др. // Вестник ВГТУ. Воронеж: ВГТУ, 2007. — Т. 3. - № 6. - С. 101 - 105.

93. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке Текст.: моногр. / Н. Джонсон. Ф. Лион. М.: Наука, 1980. - 326 с.

94. Долинский, Е.Ф. Обработка результатов измерений Текст.: моногр. / Е.Ф. Долинский. — М.: Изд-во стандартов, 1973. 316 с.

95. Jacobs, R.B. Thermal conductance of metallic contacts Text. / R.B. Jacobs, C. Starr // The Review of Scientific Instruments. 1939. - Vol. 10. - № 5. - P. 140118

96. Физико-химические свойства окислов Текст. Справочник. — М.: Металлургия, 1969.-298 с.

97. Наумова, Е.Н. Пассивные пленки на поверхности конструкционных материалов и их защитные свойства Текст. / Е.Н. Наумова, А.Ю. Каменков, Ко-стржицкий А.И. // Холодильна техшка i технолопя. 2001. - № 5 (74). - С. 46 -51.

98. Файнштейн, А.И. Изменение свойств оксидной пленки на железе в процессе роста Текст. / А.И. Файнштейн, Н.А. Литовченко // Журнал физической химии. 1980. - Т. LIX. - № 3. - С. 801 - 803.

99. Деденко, Л.Т. Математическая обработка и оформление результатов экспериментов Текст.: моногр. / Л.Т. Деденко, Н.А. Корженцев . М.: МГУ. 1977.-111 с.

100. Janson, R.M. The Heat Properties of Structural Elements for Space Instruments, Rept 1173, June 1962, Instrumentation Lab., Massachusetts Institute of Technology.