Аналогично рассуждая, определим коэффициент увеличения пло-
щади поверхности
K
ш
после второго прохода инструмента, который
составит
K
ш
= 1 +
2
t
1
p
1
sin
ϕ
+
2
t
2
sin
ϕ
p
2
sin
ϕ
0
,
(2)
где
t
2
,
p
2
и
ϕ
0
— то же на втором проходе инструмента.
В случае использования для первого и второго проходов инстру-
мента с одинаковой геометрией (равенство главных углов в плане
ϕ
=
ϕ
0
) формула примет вид
K
ш
= 1 +
2
t
1
p
1
sin
ϕ
+
2
t
2
p
2
.
(3)
При равных режимных факторах обработки на первом и втором
проходах инструмента (равенство глубины резания и подачи) увели-
чение площади штырьковой поверхности по сравнению с гладкой со-
ставит следующее число раз:
K
ш
= 1 +
4
t
p
sin
ϕ
.
(4)
Сравнительные испытания на эффективность штырьковых тепло-
обменных поверхностей с шипами двух разных типов были проведены
в ООО “Криотек” (Москва), которое специализируется на изготовле-
нии криогенного оборудования, в том числе в области медицинской
техники. Данное решение было обусловлено двумя причинами. Во-
первых, разработанный указанной фирмой криодеструктор биологи-
ческих тканей “Криоиней” (рис. 4) нуждается в повышении эксплуа-
тационных характеристик как по понижению температуры крионако-
нечников, охлаждаемых жидким азотом, и повышению скорости их
охлаждения, так и по снижению уноса не испарившегося в крионако-
нечнике жидкого азота. Во-вторых, конструкция криодеструктора по-
зволяет с минимальными затратами провести сравнительные испыта-
ния различных типов теплообменных поверхностей в условиях, близ-
ких к реальным условиям эксплуатации широкого круга устройств,
использующих охлаждение за счет испарения жидкого азота.
Для испытаний было подготовлено четыре штырьковые теплооб-
менные структуры (табл. 1) — две с винтовыми шипами и две с шипами
в виде иголок. Результаты для штырьковых теплообменных поверхно-
стей сравнивались с результатами для гладкого образца. Испытуемые
образцы крионаконечников были изготовлены из меди марки М1 и
представляли собой диски диаметром 20 мм и высотой
4
мм, кото-
рые впаивались в наконечник
3
(см. рис. 4). На одной из сторон диска
методом деформирующего резания выполнена микроструктурирован-
ная штырьковая теплообменная поверхность. Отличие структур № 1
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 1 105
