Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ В ДИСКОВЫХ ТЕЛАХ

Прохоров А.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

В производственных условиях часто возникает необходимость определения температурных полей тел, непосредственное измерение температуры которых связано с практическими трудностями. В этих случаях представляет интерес аналитический подход к расчету тепловых процессов.

Авторами предлагается математическая модель определения температуры в дисковых телах при их интенсивном нагревании внутренними источниками теплоты. При построении модели были сделаны следующие предположения: теплоотвод с периферийной поверхности диска не учитывается (толщина намного меньше радиуса), свойства материала инвариантны по температуре, источники тепла распределены равномерно по краю дискового тела.

С учетом указанных предположений нестационарный процесс теплопроводности описывается дифференциальным уравнением. Функция внутренних источников теплоты взята в виде показательной функции, учитывающей степень смещения источников тепла к периферии диска.

В результате было получено выражение для температурного поля в дисковом теле. Для отрезных дисков, у которых рабочей режущей поверхностью является периферийная часть, степень функции внутренних источников теплоты должна быть большой; как показал проведенный анализ, уже при n > 50 температура периферии стабилизируется.

Расчет по полученным формулам проводился для вулканитового диска. Установлено, что температура на периферии диска через 50 c достигает примерно 300 °С. Вследствие низкой теплопроводности материала при движении к центру диска наблюдается резкий спад температуры, и на уровне 0,85R она практически равна нулю.

Расчеты показывают, что при отсутствии конвекции установившаяся температура периферии отрезного диска достигает 1700 °С, что может привести к выходу инструмента из строя. Кроме того, в отсутствие конвекции значительно расширяется область высоких температур в диске. При введении интенсивной конвекции температура на периферии существенно снижается, доходя до 100 °С при теплоотдаче 500 Вт/(м2×К).

Предлагаемая аналитическая модель расчета температурных полей может быть распространена на другие дискообразные тела с похожим распределением приповерхностных источников теплоты (шлифовальные и отрезные диски, дисковые фрезы, стальные дисковые пилы и др.).


Библиографическая ссылка

Прохоров А.В. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ В ДИСКОВЫХ ТЕЛАХ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 7-1. – С. 160-160;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6985 (дата обращения: 10.05.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074