Conductivité thermique du métal de base en utilisant un taux de refroidissement donné (plaques minces) Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
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))
k = Rc/(2*pi*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
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.
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.
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
Taux de refroidissement de la plaque mince: 0.66 Celsius par seconde --> 0.66 Kelvin / seconde (Vérifiez la conversion ​ici)
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
k = Rc/(2*pi*ρ*Qc*((t/Hnet)^2)*((Tc-ta)^3)) --> 0.66/(2*pi*997*4184*((0.005/1000000)^2)*((773.15-310.15)^3))
Évaluer ... ...
k = 10.1483222949554
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
10.1483222949554 Watt par mètre par K --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
10.1483222949554 10.14832 Watt par mètre par K <-- Conductivité thermique
(Calcul effectué en 00.017 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!
Verifier Image
Vérifié par Nishan Poojary
Institut de technologie et de gestion Shri Madhwa Vadiraja (SMVITM), Udupi
Nishan Poojary a validé cette calculatrice et 400+ autres calculatrices!

Flux de chaleur dans les joints soudés Calculatrices

Température maximale atteinte à n'importe quel point du matériau
​ LaTeX ​ 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
​ LaTeX ​ 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
​ LaTeX ​ 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)
Taux de refroidissement pour des plaques relativement épaisses
​ LaTeX ​ 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

Conductivité thermique du métal de base en utilisant un taux de refroidissement donné (plaques minces) Formule

​LaTeX ​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))
k = Rc/(2*pi*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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