Vitesse de refroidissement pour plaques relativement minces Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Taux de refroidissement de la plaque mince = 2*pi*Conductivité thermique*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*((Épaisseur du métal d'apport/Chaleur nette fournie par unité de longueur)^2)*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^3)
Rc = 2*pi*k*ρ*Qc*((t/Hnet)^2)*((Tc-ta)^3)
Cette formule utilise 1 Constantes, 8 Variables
Constantes utilisées
pi - Constante d'Archimède Valeur prise comme 3.14159265358979323846264338327950288
Variables utilisées
Taux de refroidissement de la plaque mince - (Mesuré en Kelvin / seconde) - Le taux de refroidissement d’une plaque mince est le taux de diminution de la température d’un matériau particulier qui a beaucoup moins d’épaisseur.
Conductivité thermique - (Mesuré en Watt par mètre par K) - La conductivité thermique est la vitesse à laquelle la chaleur traverse un matériau, définie comme le flux de chaleur par unité de temps par unité de surface avec un gradient de température d'un degré par unité de distance.
Densité de l'électrode - (Mesuré en Kilogramme par mètre cube) - La densité de l'électrode en soudage fait référence à la masse par unité de volume du matériau de l'électrode, c'est le matériau de remplissage de la soudure.
La capacité thermique spécifique - (Mesuré en Joule par Kilogramme par K) - La capacité thermique spécifique est la chaleur nécessaire pour élever la température de l'unité de masse d'une substance donnée d'une quantité donnée.
Épaisseur du métal d'apport - (Mesuré en Mètre) - L'épaisseur du métal d'apport fait référence à la distance entre deux surfaces opposées d'un morceau de métal où le métal d'apport est fixé.
Chaleur nette fournie par unité de longueur - (Mesuré en Joule / mètre) - La chaleur nette fournie par unité de longueur fait référence à la quantité d’énergie thermique transférée par unité de longueur le long d’un matériau ou d’un support.
Température pour le taux de refroidissement - (Mesuré en Kelvin) - La température pour le taux de refroidissement est la température à laquelle le taux de refroidissement est calculé.
Température ambiante - (Mesuré en Kelvin) - Température ambiante La température ambiante fait référence à la température de l'air de tout objet ou environnement dans lequel l'équipement est stocké. Dans un sens plus général, c'est la température de l'environnement.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Conductivité thermique: 10.18 Watt par mètre par K --> 10.18 Watt par mètre par K Aucune conversion requise
Densité de l'électrode: 997 Kilogramme par mètre cube --> 997 Kilogramme par mètre cube Aucune conversion requise
La capacité thermique spécifique: 4.184 Kilojoule par Kilogramme par K --> 4184 Joule par Kilogramme par K (Vérifiez la conversion ​ici)
Épaisseur du métal d'apport: 5 Millimètre --> 0.005 Mètre (Vérifiez la conversion ​ici)
Chaleur nette fournie par unité de longueur: 1000 Joule / millimètre --> 1000000 Joule / mètre (Vérifiez la conversion ​ici)
Température pour le taux de refroidissement: 500 Celsius --> 773.15 Kelvin (Vérifiez la conversion ​ici)
Température ambiante: 37 Celsius --> 310.15 Kelvin (Vérifiez la conversion ​ici)
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
Rc = 2*pi*k*ρ*Qc*((t/Hnet)^2)*((Tc-ta)^3) --> 2*pi*10.18*997*4184*((0.005/1000000)^2)*((773.15-310.15)^3)
Évaluer ... ...
Rc = 0.662060171595046
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
0.662060171595046 Kelvin / seconde -->0.662060171595046 Celsius par seconde (Vérifiez la conversion ​ici)
RÉPONSE FINALE
0.662060171595046 0.66206 Celsius par seconde <-- Taux de refroidissement de la plaque mince
(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Crédits

Creator Image
Créé par Rajat Vishwakarma
Institut universitaire de technologie RGPV (UIT - RGPV), Bhopal
Rajat Vishwakarma a créé cette calculatrice et 400+ autres calculatrices!
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Vérifié par Nishan Poojary
Institut de technologie et de gestion Shri Madhwa Vadiraja (SMVITM), Udupi
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13 Flux de chaleur dans les joints soudés Calculatrices

Température maximale atteinte à n'importe quel point du matériau
​ Aller Température maximale atteinte à une certaine distance = Température ambiante+(Chaleur nette fournie par unité de longueur*(Température de fusion du métal de base-Température ambiante))/((Température de fusion du métal de base-Température ambiante)*sqrt(2*pi*e)*Densité du métal*Épaisseur du métal d'apport*La capacité thermique spécifique*Distance par rapport à la limite de fusion+Chaleur nette fournie par unité de longueur)
Position de la température maximale à partir de la limite de fusion
​ Aller Distance par rapport à la limite de fusion = ((Température de fusion du métal de base-Température atteinte à une certaine distance)*Chaleur nette fournie par unité de longueur)/((Température atteinte à une certaine distance-Température ambiante)*(Température de fusion du métal de base-Température ambiante)*sqrt(2*pi*e)*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*Épaisseur du métal d'apport)
Chaleur nette fournie à la zone de soudure pour l'élever à une température donnée par rapport à la limite de fusion
​ Aller Chaleur nette fournie par unité de longueur = ((Température atteinte à une certaine distance-Température ambiante)*(Température de fusion du métal de base-Température ambiante)*sqrt(2*pi*e)*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*Épaisseur du métal d'apport*Distance par rapport à la limite de fusion)/(Température de fusion du métal de base-Température atteinte à une certaine distance)
Chaleur nette fournie pour atteindre des taux de refroidissement donnés pour les plaques minces
​ Aller Chaleur nette fournie par unité de longueur = Épaisseur du métal d'apport/sqrt(Taux de refroidissement de la plaque mince/(2*pi*Conductivité thermique*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^3)))
Épaisseur du métal de base pour le taux de refroidissement souhaité
​ Aller Épaisseur = Chaleur nette fournie par unité de longueur*sqrt(Taux de refroidissement des plaques épaisses/(2*pi*Conductivité thermique*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^3)))
Conductivité thermique du métal de base en utilisant un taux de refroidissement donné (plaques minces)
​ Aller Conductivité thermique = Taux de refroidissement de la plaque mince/(2*pi*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*((Épaisseur du métal d'apport/Chaleur nette fournie par unité de longueur)^2)*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^3))
Vitesse de refroidissement pour plaques relativement minces
​ Aller Taux de refroidissement de la plaque mince = 2*pi*Conductivité thermique*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*((Épaisseur du métal d'apport/Chaleur nette fournie par unité de longueur)^2)*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^3)
Épaisseur du métal de base à l'aide du facteur d'épaisseur relative
​ Aller Épaisseur du métal de base = Facteur d'épaisseur relative de la plaque*sqrt(Chaleur nette fournie par unité de longueur/((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique))
Facteur d'épaisseur relative de la plaque
​ Aller Facteur d'épaisseur relative de la plaque = Épaisseur du métal d'apport*sqrt(((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)*Densité du métal*La capacité thermique spécifique)/Chaleur nette fournie par unité de longueur)
Chaleur nette fournie en utilisant le facteur d'épaisseur relative
​ Aller Chaleur nette fournie = ((Épaisseur du métal d'apport/Facteur d'épaisseur relative de la plaque)^2)*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*(Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)
Conductivité thermique du métal de base en utilisant un taux de refroidissement donné (plaques épaisses)
​ Aller Conductivité thermique = (Taux de refroidissement des plaques épaisses*Chaleur nette fournie par unité de longueur)/(2*pi*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^2))
Chaleur nette fournie pour atteindre des taux de refroidissement donnés pour les plaques épaisses
​ Aller Chaleur nette fournie par unité de longueur = (2*pi*Conductivité thermique*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^2))/Taux de refroidissement des plaques épaisses
Taux de refroidissement pour des plaques relativement épaisses
​ Aller Taux de refroidissement des plaques épaisses = (2*pi*Conductivité thermique*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^2))/Chaleur nette fournie par unité de longueur

Vitesse de refroidissement pour plaques relativement minces Formule

Taux de refroidissement de la plaque mince = 2*pi*Conductivité thermique*Densité de l'électrode*La capacité thermique spécifique*((Épaisseur du métal d'apport/Chaleur nette fournie par unité de longueur)^2)*((Température pour le taux de refroidissement-Température ambiante)^3)
Rc = 2*pi*k*ρ*Qc*((t/Hnet)^2)*((Tc-ta)^3)

Comment le transfert de chaleur a-t-il lieu près de la zone affectée par la chaleur?

Le transfert de chaleur dans un joint soudé est un phénomène complexe impliquant un mouvement tridimensionnel d'une source de chaleur. La chaleur de la zone de soudure est davantage transférée aux autres parties du métal de base par conduction. De même, la chaleur est également perdue dans l'environnement par convection de la surface, la composante de rayonnement étant relativement petite sauf près du bain de fusion. Ainsi, le traitement analytique de la zone de soudure est extrêmement difficile.

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