Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

.

В.Г. Гребень, В.А. Гаврилов

Теплофизические процессы в технологических системах

Конспект лекций

Омск-2008

УДК 621.9:62-26(075)

ББК 34.41я73

Г79

Рецензенты:

А.А. Рауба, д-р техн. наук, проф., ОмГУПС

И.Г. Браилов, д-р техн. наук, проф., СибАДИ

Гребень В.Г.

Г12 Теплофизические процессы в технологических системах: конспект лекций / В.Г. Гребень, В.А. Гаврилов.

Омск: изд-во ОмГТУ, 2008.−36 с.

Конспект лекций предназначен для студентов специальности 151002 всех форм обучения.

Изложены аналитические и экспериментальные методы изучения тепловых процессов при резании материалов. Изложены элементы теории теплопроводности. Дан расчёт мощностей источников тепла при резании и рассмотрены методы расчёта температур на контактных поверхностях инструмента и в зоне деформации. Описаны способы уменьшения температуры резания.

Конспект лекций предназначен для студентов специальности 151002 всех форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета.

УДК 621.9:62-26(075)

ББК 34.41я73

с В.Г.Гребень, В.А. Гаврилов, 2008

с Омский государственный технический университет,2008

Введение

Тепловые процессы в технологических системах вызываются воздействием высококонцентрированных источников энергии, сосредоточенных или распределенных в сравнительно малых объёмах.

Именно такие источники возникают в процессе резания материалов.

Повышение прочности, вязкости конструкционных материалов, а также интенсификация режимов обработки приводит к тому, что температура резания становится одним из факторов, ограничивающих производительность операции и оказывающих существенное влияние на качество и точность изделия.

Теплофизический анализ позволяет установить область рациональных режимов резания, обеспечивающих высокое качество изделия, высокую экономичность обработки, а также оптимизировать режимы резания с учётом ограничения по теплостойкости инструментального материала.

Основоположниками учения о теплообмене являются Ж.Б. Фурье, сформулировавший основной закон теплопроводности, У.Кельвин, давший фундаментальное решение дифференциального уравнения теплопроводности, академик М.В. Кирпичёв, разработавший теорию моделирования тепловых процессов в системах, академик Н.Н. Рыкалин, разработавший метод быстродвижущихся источников тепла и др.

1. Основные положения учения о теплопроводности

Передача тепла или теплообмен – самопроизвольный процесс передачи внутренней энергии от тел или частей тела с большей температурой к телам или частям тела с меньшей температурой.

Передача тепла в общем случае осуществляется путём теплопроводности, конвекции и теплового излучения.

Конвективный теплообмен – процесс переноса тепла внутри полостей, заполненных газообразной или жидкой средой.

Тепловое излучение связано с электромагнитными колебаниями.

При обработке резанием тепло передается в основном теплопроводностью, которое обусловлено тепловым движением свободных электронов.

Теплопроводностью называется передача тепла от одного тела к другому, находящемуся в соприкосновении, с первым (или от одной части тела к другой).