Расчет температурного поля по объему пластинчато-ребристого теплообменника при пайке его в печи сопротивления косвенного действия необходим для отработки оптимальных режимов его на­грева при пайке, предотвращающих тепловую деформацию тонко­стенных элементов. Такой расчет сводят к расчету сплошного тела конечных размеров AXBxL с эквивалентными коэффициентами тепло - и температуропроводности, приведенной плотности и еди­ницы массы теплообменника.

1. Эквивалентный коэффициент теплопроводности для элемен­тарного объема AXBXL теплообменника рассчитывают без учета влияния фиксаторов, располагающихся по его углам. Конструкция теплообменника и условия его нагрева в печи обусловливают теп­ловую симметрию нагрева относительно осей хну. Поэтому коэф­фициенты теплопроводности для условия, когда тепловой поток направлен параллельно слоям пакета, а гофрированные пластины имеют угол о=60°, при непокрытых припоем элементах теплооб­менника равны:

гэкв = (&2 + 1>258,) Хмк/(82 - J - А) = ^уэкв,

где бі н 62 — толщина гофрированной и разделительной пластив соответственно; h — высота гофрированной пластины; Хм я — коэф­фициент теплопроводности основного материала.

Для разделительных пластин, покрытых припоем при толщине слоя последнего бмп:

^л9№ = [*о^2 + 1 >258,) Хмк - Ь 28мпХмп]/А,

где X — коэффициент теплопроводности нанесенного слоя припоя.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности в направлении, перпендикулярном слоям пакета теплообменника, набранным с за­зором (с учетом внутреннего теплоизлучения), определяют по фор­муле Г. П. Иванцова [81]:

где Д=(/і+бі)/2—усредненная для упрощения расчета толщина пластин; аа— коэффициент теплоотдачи через зазор при конечной температуре нагрева.

При 6=0,1-5-0,5 мм, Хг ввВ=0,66аа(8-|-Д).

2. Эквивалентные коэффициенты температуропроводности рас* считывают, учитывая тепловую симметрию в направлении вдоль слоев теплообменника о*=а*: где Pu — масса единицы объема пакета: Смк — теплоемкость М»

[Рп=рмкТлм//1 В L), где Fm — объем металла; А, В, L — ширина, длина н высота элемента теплообменника соответственно].

Для теплообменника без покрытия разделительной пластины слоем припоя

Л*экв= (&2 + 1.258,) ХМк/[ (82 + 28,) рм„Смк] •

Коэффициент температуропроводности в направлении, перпен­дикулярном слоям пакета:

„ Хгэкв Ь + Л Хгэкв

**гэкв — _ , г ’

Срп о РМКСМК

При печной пайке коэффициент теплопередачи осум=аНЗл + +аконв, где есизл — коэффициент теплоотдачи теплоизлучением.

Коэффициент аковв мало зависит от температуры, н его зна­чение может быть принято таким же, каким оно принято для условий печного нагрева в неподвижном воздухе: а„овв«*42 кДж/ /(м2-ч-°С).

3. Расчетные значения критериев Фурье F0 и Био Bi в направ­лениях х, у, z равны:

, Biz

уэкв

Foz = aJ2K±

і1 1 у

где а — коэффициент теплопередачи излучением: т — время нагре­ва.

Зная критерии Фурье и Био, по таблицам н графикам опреде­ляют относительную температуру 6, а по ней — истинную темпе­ратуру fncB Н Іц‘. ^цов = ^о4"Опов (^п—U) і ^ц=<о+вц(<в—<о). Где 0ц — относительная температура в центре теплообменника, а бвов — от­носительная температура на его поверхности.

Расчетные данные изменения температуры на поверхности тепло­обменника н в центре (размер теплообменника 270X270X234 мм, б2=0,2 мм, ві=0,1 мм, материал — сталь 12Х18Н10Т без гальвани­ческого покрытия разделительных пластин припоем) показали доста­точно хорошую для практики точность расчета по предложенной методике (несмотря на ряд допущений) в отлнчне от полученных ранее экспериментальных данных [79].

В некоторых работах приведены расчеты температурно-времен­ного цикла пайки сотовых панелей [85], теплообменников с трубной доской [86], трубопроводов [85]. Очевидно, что число типов паяемых изделий значительно превышает число методик расчета. Поэтому большую роль играют общие методики расчета простого и слож­ного теплообмена тел, на основе которых можно разработать новую методику для конкретного типа изделий. Важное значение для определения точности расчета термического цикла пайки изделий имеет экспериментальная проверка.