Та — температура окружающей среды, h — коэффициент теплоотдачи на поверхности образца; постоянные р, ср и Я, — плотность, теплоемкость и коэффициент теплопроводности материала соответственно; Я,/рср — температуропроводность. Предполагается, что для обычных полимерных материалов температуропроводность принимает значения от 10~7 м2/с (ПЭТФ) до -2,1 -Ю-7 м2/с (ПЭВП, ПОМ).[3, С.292]
Рис. 5.7. Зависимость коэффициента теплопроводности расплавов полиэтилена (при 140 °С) от квадратного корня из степени полимеризации; ?,<,„ — коэффициент теплопроводности образца полиэтилена, для которого степень полимеризации равна 100 [D. Hansen, С. С. Но, J. Polym. Sci., 43, 659 (1965)].[4, С.120]
Коэффициент теплопроводности полимеров зависит от температуры. У аморфных полимеров в стеклообразном состоянии k растет с повышением температуры, достигает максимума, а затем либо колеблется (натуральный каучук, ПВХ, полиизобутилен), либо остается постоянным. На рис. 5.10 показана температурная зависимость k для непластифицированного и пластифицированного ПВХ. Пластификатор смещает температуру стеклования, поэтому в зависимости от области температур, в которой измеряется k, его значение либо ниже, либо выше значения k для непластифицированного ПВХ.[4, С.121]
Если коэффициент теплопроводности k и множитель рСр не зависят от температуры, то уравнение (9.3-1) для однородного изотропного тела обращается в линейное дифференциальное уравнение в частных производных, решение которого для класса задач нестационарного процесса теплопроводности, описываемого им, значи-[4, С.259]
Рис. 5.9. Коэффициент теплопроводности ПЭВП марлекс 5003 при 50 °С в зависимости от остаточных деформаций (О — после сдвига при 65 °С; • — после растяжения при 100 °С):[4, С.121]
Полагают, что коэффициент теплопроводности полимерной цепи должен быть анизотропным, так же как поляризуемость, рассмотренная в разд. 3.9. Исходя из этого, теплопередача вдоль главной цепи может происходить с гораздо меньшим рассеянием, чем теплопередача от цепи к цепи через вторичные связи.[4, С.120]
Влияние ориентации на коэффициент теплопроводности очень велико для гибкоцепных кристаллизующихся полимеров типа ПЭВП. Суммарная анизотропия, несмотря на наличие упорядоченности, не наблюдается, если складчатые цепи уложены в сферолитную структуру, однако при условиях кристаллизации, аналогичных описанным в разд. 3.6, влияние ориентации цепей на коэффициент теплопроводности становится значительным. Хансен и Берни [18] наблюдали двадцатикратную разницу в значениях k, измеренных в поперечном и продольном направлениях относительно ориентации (рис. 5.9). Такой эффект достаточно велик, чтобы иметь практическую значимость.[4, С.120]
Полимерные порошки проводят тепло гораздо хуже, чем гомогенные системы, поскольку коэффициент теплопроводности большинства газов значительно ниже, чем у полимеров [&Еозд = = 0,026 Дж/(м-с-К); /гпэнп = 0,182 Дж/(м • с • К.) 1 . Площадь контакта между твердыми частицами мала. Тепло передается несколькими способами: через твердые частицы, через контактные поверхности между твердыми частицами, через газовые прослойки в местах контакта, через газовую фазу, радиацией между твердыми поверхностями и радиацией между соседними порами. Ясно, что уплотнение будет влиять на большинство этих способов теплопередачи, поэтому не удивительно, что эффективный коэффициент теплопередачи чувствителен к уплотнению. Яги и Куний [21 ] по экспериментальным данным построили математическую модель теплопроводности слоя частиц, которая в случае неспекшихся частиц и низких температур упрощается до следующего уравнения:[4, С.123]
В застеклованных полимерах теплопередача, возможно, и определяется направлением главных цепей макромолекул, но они расположены случайным образом. Это же соображение справедливо и для полимерных расплавов. Поэтому ни микроскопическая, ни макроскопическая анизотропии рассматриваться не будут, но все-таки следует учитывать, что коэффициент теплопроводности растет с увеличением молекулярной массы. Для расплава полиэтилена зависимость k от молекулярной массы изображена на рис. 5.7.[4, С.120]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.