Распространение тепловой энергии с нагреваемой поверхности в глубь твердого тела происходит только тешюпроводностью. Скорость распространения тепловой энергии и изменения температуры по объему нагреваемого тела характеризуется коэффициентами теплопроводности К, Вт/(м-К) и температуропроводности а, м2/с. Теплопроводность металлов зависит от температуры: максимум теплопроводности металлов находится в области температур сверхпроводимости (20 К). Выше и ниже этой температуры теплопроводность металла уменьшается. Так, для меди при 20 К Я,=4,8 кВт/ /(м-К), а при 293 К Я=393 кВт/(м-К). Зависимость теплопроводности металлов и сплавов от температуры определяется уравнением Ят=Яо(1+аГ), где а — коэффициент, определяющий изменение Ят от температуры. С изменением температуры теплопроводность может изменяться не только по величине, но и по знаку. Например, теплопроводность железа и малоуглеродистой стали с повышением температуры снижается, а аустенитиой стали повышается. Теплопроводность сплавов ухудшается при развитии внутренних напряжений третьего рода (в пределах кристаллической решетки), например в результате образования твердых растворов в сплавах с непрерывным рядом твердых растворов. При этом минимум теплопроводности имеет место примерно при равной концентрации компонентов. Теплопроводность металлов возрастает с увеличением их зерна [78]. Считают, что коэффициент теплопроводности аддитивен для многофазных сплавов. Теплопроводность неметаллических жидкостей и газов на несколько порядков меньше теплопроводности твердых металлов и ёплавов. Поэтому тепло в жидкостях и газах распространяется практически только конвекцией и излучением. Конвекция — это процесс переноса тепла путем перемещения в пространстве отдельных объемов жидкости или газа, нагретых до различной температуры. В самой движущейся среде перенос тепла осуществляется теплопроводностью. Величина удельного конвективного теплового потока, переносимого жидкостью или газом с плотностью р, кг/м3, определяется по формуле gк=pvH, где и — скорость потока жидкости (газа), м/с; И — энтальпия, Дж/кг. Перенос тепловой энергии к поверхности паяемого изделия потоком жидкости (газа) описывается законом Ньютона—Рихмаиа: £К2=ак('—*окр)й?, где йО_—тепловой поток, Вт; й/7 — элемент поверхности, м2; I — температура поверхности паяемого изделия, °С; ^окр—температура окружающей среды, °С; ак — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2-К). Коэффициент теплоотдачи характеризует тепловую проводимость окружающей жидкости или газообразной среды и численно определяет интенсивность теплоотдачи к поверхности тела. Коэффициент теплоотдачи при пайке зависит от конструкции паяемого изделия, его габаритов, температуры и скорости движения окружающей среды, ее физических свойств. Наибольший коэффициент теплоотдачи имеют жидкие расплавы солей и металлов [232— 1163 Вт/(м2-К)]. Поэтому скорость нагрева деталей в них, особенно при низкотемпературной пайке, в 3—6 раз выше, чем при нагреве в печах с газовой атмосферой. Излучение — процесс распространения тепловой энергии в виде-электромагнитных волн. Электромагнитные волны возникают вследствие движения заряженных частиц — электронов и ионов.
Карта
|