Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dünne Platten) Taschenrechner

✖Die Abkühlungsrate einer Dünnplatte ist die Rate der Temperaturabnahme eines bestimmten Materials.ⓘ Abkühlrate der Dünnplatte [R_c]			+10% -10%
✖Die Dichte eines Materials zeigt die Dichte des Materials in einem bestimmten Volumen. Sie wird als Masse pro Volumeneinheit eines bestimmten Objekts angesehen.ⓘ Dichte [ρ]			+10% -10%
✖Die spezifische Wärmekapazität ist die Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur der Masseneinheit einer bestimmten Substanz um einen bestimmten Betrag zu erhöhen.ⓘ Spezifische Wärmekapazität [Q_c]			+10% -10%
✖Die Metalldicke bezieht sich auf den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen eines Metallstücks.ⓘ Dicke des Metalls [t]			+10% -10%
✖Die Nettowärmeleistung pro Längeneinheit bezieht sich auf die Menge an Wärmeenergie, die pro Längeneinheit entlang eines Materials oder Mediums übertragen wird.ⓘ Nettowärmeleistung pro Längeneinheit [H_Net]			+10% -10%
✖Die Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate ist die Temperatur, bei der die Abkühlungsrate berechnet wird.ⓘ Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate [T_c]			+10% -10%
✖Umgebungstemperatur ist die Temperatur der Umgebung.ⓘ Umgebungstemperatur [t_a]			+10% -10%

✖Die Wärmeleitfähigkeit ist die Rate, mit der Wärme durch ein bestimmtes Material hindurchtritt, ausgedrückt als die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit mit einem Temperaturgradienten von einem Grad pro Entfernungseinheit fließt.ⓘ Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dünne Platten) [k]

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Formel

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Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dünne Platten)

Formel

`"k" = "R"_{"c"}/(2*pi*"ρ"*"Q"_{"c"}*(("t"/"H"_{"Net"})^2)*(("T"_{"c"}-"t"_{"a"})^3))`

Beispiel

`"10.14832W/(m*K)"="0.66°C/s"/(2*pi*"997kg/m³"*"4.184kJ/kg*K"*(("5mm"/"1000J/mm")^2)*(("500°C"-"37°C")^3))`

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Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dünne Platten) Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Wärmeleitfähigkeit = Abkühlrate der Dünnplatte/(2*pi*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*((Dicke des Metalls/Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)^2)*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^3))
k = R_c/(2*pi*ρ*Q_c*((t/H_Net)^2)*((T_c-t_a)^3))
Diese formel verwendet 1 Konstanten, 8 Variablen

Verwendete Konstanten

pi - Archimedes-Konstante Wert genommen als 3.14159265358979323846264338327950288

Verwendete Variablen

Wärmeleitfähigkeit - (Gemessen in Watt pro Meter pro K) - Die Wärmeleitfähigkeit ist die Rate, mit der Wärme durch ein bestimmtes Material hindurchtritt, ausgedrückt als die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit mit einem Temperaturgradienten von einem Grad pro Entfernungseinheit fließt.
Abkühlrate der Dünnplatte - (Gemessen in Kelvin / Zweiter) - Die Abkühlungsrate einer Dünnplatte ist die Rate der Temperaturabnahme eines bestimmten Materials.
Dichte - (Gemessen in Kilogramm pro Kubikmeter) - Die Dichte eines Materials zeigt die Dichte des Materials in einem bestimmten Volumen. Sie wird als Masse pro Volumeneinheit eines bestimmten Objekts angesehen.
Spezifische Wärmekapazität - (Gemessen in Joule pro Kilogramm pro K) - Die spezifische Wärmekapazität ist die Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur der Masseneinheit einer bestimmten Substanz um einen bestimmten Betrag zu erhöhen.
Dicke des Metalls - (Gemessen in Meter) - Die Metalldicke bezieht sich auf den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen eines Metallstücks.
Nettowärmeleistung pro Längeneinheit - (Gemessen in Joule / Meter) - Die Nettowärmeleistung pro Längeneinheit bezieht sich auf die Menge an Wärmeenergie, die pro Längeneinheit entlang eines Materials oder Mediums übertragen wird.
Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate - (Gemessen in Kelvin) - Die Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate ist die Temperatur, bei der die Abkühlungsrate berechnet wird.
Umgebungstemperatur - (Gemessen in Kelvin) - Umgebungstemperatur ist die Temperatur der Umgebung.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Abkühlrate der Dünnplatte: 0.66 Celsius pro Sekunde --> 0.66 Kelvin / Zweiter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Dichte: 997 Kilogramm pro Kubikmeter --> 997 Kilogramm pro Kubikmeter Keine Konvertierung erforderlich
Spezifische Wärmekapazität: 4.184 Kilojoule pro Kilogramm pro K --> 4184 Joule pro Kilogramm pro K (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Dicke des Metalls: 5 Millimeter --> 0.005 Meter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Nettowärmeleistung pro Längeneinheit: 1000 Joule / Millimeter --> 1000000 Joule / Meter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate: 500 Celsius --> 773.15 Kelvin (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Umgebungstemperatur: 37 Celsius --> 310.15 Kelvin (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

k = R_c/(2*pi*ρ*Q_c*((t/H_Net)^2)*((T_c-t_a)^3)) --> 0.66/(2*pi*997*4184*((0.005/1000000)^2)*((773.15-310.15)^3))

Auswerten ... ...

k = 10.1483222949554

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

10.1483222949554 Watt pro Meter pro K --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

10.1483222949554 ≈ 10.14832 Watt pro Meter pro K <-- Wärmeleitfähigkeit

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Rajat Vishwakarma

Universitätsinstitut für Technologie RGPV (UIT - RGPV), Bhopal

Rajat Vishwakarma hat diesen Rechner und 400+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Nishan Poojary

Shri Madhwa Vadiraja Institut für Technologie und Management (SMVITM), Udupi

Nishan Poojary hat diesen Rechner und 400+ weitere Rechner verifiziert!

< 13 Wärmefluss in Schweißverbindungen Taschenrechner

Maximale Temperatur, die an einem beliebigen Punkt im Material erreicht wird

Gehen Spitzentemperatur erreicht bei einer Entfernung von Y = Umgebungstemperatur+(Nettowärmeleistung pro Längeneinheit*(Schmelztemperatur des unedlen Metalls-Umgebungstemperatur))/((Schmelztemperatur des unedlen Metalls-Umgebungstemperatur)*sqrt(2*pi*e)*Dichte von Metall*Dicke des Metalls*Spezifische Wärmekapazität*Entfernung von der Fusionsgrenze+Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)

Position der Spitzentemperatur von der Fusionsgrenze

Gehen Entfernung von der Fusionsgrenze = ((Schmelztemperatur des unedlen Metalls-Erreichte Temperatur bei einer Entfernung von Y)*Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)/((Erreichte Temperatur bei einer Entfernung von Y-Umgebungstemperatur)*(Schmelztemperatur des unedlen Metalls-Umgebungstemperatur)*sqrt(2*pi*e)*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*Dicke des Metalls)

Nettowärme, die dem Schweißbereich zugeführt wird, um ihn von der Schmelzgrenze auf eine bestimmte Temperatur anzuheben

Gehen Nettowärmeleistung pro Längeneinheit = ((Erreichte Temperatur bei einer Entfernung von Y-Umgebungstemperatur)*(Schmelztemperatur des unedlen Metalls-Umgebungstemperatur)*sqrt(2*pi*e)*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*Dicke des Metalls*Entfernung von der Fusionsgrenze)/(Schmelztemperatur des unedlen Metalls-Erreichte Temperatur bei einer Entfernung von Y)

Nettowärmezufuhr zur Erzielung gegebener Abkühlraten für dünne Platten

Gehen Nettowärmeleistung pro Längeneinheit = Dicke des Metalls/sqrt(Abkühlrate der Dünnplatte/(2*pi*Wärmeleitfähigkeit*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^3)))

Dicke des Grundmetalls für die gewünschte Abkühlgeschwindigkeit

Gehen Dicke = Nettowärmeleistung pro Längeneinheit*sqrt(Kühlrate/(2*pi*Wärmeleitfähigkeit*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^3)))

Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dünne Platten)

Gehen Wärmeleitfähigkeit = Abkühlrate der Dünnplatte/(2*pi*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*((Dicke des Metalls/Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)^2)*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^3))

Abkühlrate für relativ dünne Platten

Gehen Abkühlrate der Dünnplatte = 2*pi*Wärmeleitfähigkeit*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*((Dicke des Metalls/Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)^2)*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^3)

Relativer Plattendickenfaktor

Gehen Relativer Plattendickenfaktor = Dicke des Metalls*sqrt(((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)*Dichte von Metall*Spezifische Wärmekapazität)/Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)

Dicke des Basismetalls unter Verwendung des relativen Dickenfaktors

Gehen Dicke des Grundmetalls = Relativer Plattendickenfaktor*sqrt(Nettowärmeleistung pro Längeneinheit/((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)*Dichte*Spezifische Wärmekapazität))

Zugeführte Nettowärme unter Verwendung des relativen Dickenfaktors

Gehen Nettowärmeleistung = ((Dicke des Metalls/Relativer Plattendickenfaktor)^2)*Dichte*Spezifische Wärmekapazität*(Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)

Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dicke Platten)

Gehen Wärmeleitfähigkeit = (Kühlrate*Nettowärmeleistung pro Längeneinheit)/(2*pi*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^2))

Nettowärmezufuhr zur Erzielung gegebener Abkühlraten für dicke Platten

Gehen Nettowärmeleistung pro Längeneinheit = (2*pi*Wärmeleitfähigkeit*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^2))/Kühlrate

Kühlrate für relativ dicke Platten

Gehen Kühlrate = (2*pi*Wärmeleitfähigkeit*((Temperatur zur Berechnung der Abkühlungsrate-Umgebungstemperatur)^2))/Nettowärmeleistung pro Längeneinheit

Wärmeleitfähigkeit des Grundmetalls bei gegebener Abkühlgeschwindigkeit (dünne Platten) Formel

Wie findet die Wärmeübertragung in der Nähe der Wärmeeinflusszone statt?

Die Wärmeübertragung in einer Schweißverbindung ist ein komplexes Phänomen, bei dem eine Wärmequelle dreidimensional bewegt wird. Die Wärme aus der Schweißzone wird durch Wärmeleitung stärker auf die anderen Teile des Grundmetalls übertragen. In ähnlicher Weise geht auch Wärme durch Konvektion von der Oberfläche an die Umgebung verloren, wobei die Strahlungskomponente relativ klein ist, außer in der Nähe des Schweißbades. Somit ist die analytische Behandlung der Schweißzone äußerst schwierig.

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