3 Подача сож в зону резания в распыленном состоянии
Наиболее эффективным с точки зрения использования СОЖ является распыление небольшого количества жидкости сжатым воздухом при давлении 0,2 Мпа со скоростью до 300м/с. Подача распыленной жидкости в зависимости от типа инструмента может осуществляться как со стороны задней, так и со стороны передней поверхности. При подаче СОЖ в зону резания в распыленном состоянии имеет место сложный теплообмен поверхности лезвия инструмента с двухфазной воздушно-жидкостной средой. Во-первых, происходит конвективный теплообмен с распыленной жидкостью, капли которой при соприкосновении с поверхностью тела нагреваются до температуры насыщения, а затем испаряются. Коэффициент теплоотдачи нагр при нагреве капли до температуры насыщения Н определяется, исходя из критериального уравнения для условий естественной конвекции:
;
.
(8.10)
Средний по времени коэффициент теплоотдачи жидкости в распыленном состоянии в процессе нагревания и испарения капли равен:
,
(8.11)
где нагр - коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене; кип - коэффициент теплоотдачи при кипении (8); с – массовая теплоемкость жидкости; r – теплота парообразования; Н – температура насыщения жидкости.
Во-вторых, происходит вынужденный конвективный теплообмен с воздухом, содержащимся в двухфазной струе. Коэффициент теплоотдачи инструмента в воздух возд определяется, исходя из критериальных уравнений для условий вынужденной конвекции, соответственно для подачи распыленной жидкости со стороны передней и задней поверхностей:
;
.
(8.12)
Приведенный коэффициент теплоотдачи, учитывающий все процессы, происходящие на поверхности контакта струи жидкости с нагретой поверхностью равен:
,
(8.13)
где К – концентрация жидкости в двухфазной воздушно-жидкостной среде; m – коэффициент, характеризующий деформацию капель жидкости при соударении с поверхностью; возд - коэффициент теплоотдачи в воздух.
Коэффициент теплоотдачи инструмента в воздух пов определяется, исходя из критериальных уравнений для условий вынужденной конвекции, соответственно для подачи распыленной жидкости со стороны передней и задней поверхностей:
;
.
(8.14)
Коэффициенты снижения температуры резания КТ в зависимости от коэффициента теплоотдачи при подаче распыленной жидкости со стороны задней КТ1, а также со стороны передней КТ2 поверхностей лезвия инструмента:
;
(8.15)
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Каковы общие подходы к решению задач при конвективном теплообмене?
2. В чем особенности теплоотдачи при естественной конвекции?
3. Что такое регулярный режим охлаждения твердых тел?
4. В чем особенности теплоотдачи при вынужденной конвекции среды?
5. Что такое теплообмен при изменении агрегатного состояния жидкости?
6. Каковы особенности подачи СОЖ в зону резания свободным поливом?
7. Каковы особенности струйно - напорной подачи СОЖ в зону резания?
8. Каковы особенности подачи СОЖ в распыленном состоянии?
АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКЕ