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 a_нагр при нагреве капли до температуры насыщения Q_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 a_нагр - коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене; a_кип - коэффициент теплоотдачи при кипении (8); с – массовая теплоемкость жидкости; r – теплота парообразования; Q_Н – температура насыщения жидкости.

Во-вторых, происходит вынужденный конвективный теплообмен с воздухом, содержащимся в двухфазной струе. Коэффициент теплоотдачи инструмента в воздух a_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; a_возд - коэффициент теплоотдачи в воздух.

Коэффициент теплоотдачи инструмента в воздух a_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 К_QТ в зависимости от коэффициента теплоотдачи при подаче распыленной жидкости со стороны задней КQ_Т1, а также со стороны передней К_QТ2 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

Лекция 9. Определение тепловых потоков в зоне резания при точении

1. Схематизация тел, участвующих в теплообмене, и источников теплоты

2. Определение тепловых потоков в зоне резания в зависимости от параметров процесса резания