Calculadora Tasa de enfriamiento para placas relativamente gruesas

✖La conductividad térmica es la tasa de calor que pasa a través de un material específico, expresada como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.ⓘ Conductividad térmica [k]			+10% -10%
✖La temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento se calcula es la temperatura a la que se calcula la velocidad de enfriamiento.ⓘ Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento [T_c]			+10% -10%
✖La temperatura ambiente es la temperatura del entorno.ⓘ Temperatura ambiente [t_a]			+10% -10%
✖El calor neto suministrado por unidad de longitud también se puede convertir a newton, ya que la energía es newton multiplicado por metro.ⓘ Calor neto suministrado por unidad de longitud [H_Net]			+10% -10%

✖La tasa de enfriamiento es la tasa de tiempo de disminución de la temperatura de un material en particular.ⓘ Tasa de enfriamiento para placas relativamente gruesas [R]

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Fórmula

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Tasa de enfriamiento para placas relativamente gruesas

Fórmula

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

Ejemplo

`"13.71165°C/s"=(2*pi*"10.18W/(m*K)"*(("500°C"-"37°C")^2))/"1000J/mm"`

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Tasa de enfriamiento para placas relativamente gruesas Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Velocidad de enfriamiento = (2*pi*Conductividad térmica*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^2))/Calor neto suministrado por unidad de longitud
R = (2*pi*k*((T_c-t_a)^2))/H_Net
Esta fórmula usa 1 Constantes, 5 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilizadas

Velocidad de enfriamiento - (Medido en Kelvin / segundo) - La tasa de enfriamiento es la tasa de tiempo de disminución de la temperatura de un material en particular.
Conductividad térmica - (Medido en Vatio por metro por K) - La conductividad térmica es la tasa de calor que pasa a través de un material específico, expresada como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.
Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento - (Medido en Kelvin) - La temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento se calcula es la temperatura a la que se calcula la velocidad de enfriamiento.
Temperatura ambiente - (Medido en Kelvin) - La temperatura ambiente es la temperatura del entorno.
Calor neto suministrado por unidad de longitud - (Medido en Joule / Metro) - El calor neto suministrado por unidad de longitud también se puede convertir a newton, ya que la energía es newton multiplicado por metro.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Conductividad térmica: 10.18 Vatio por metro por K --> 10.18 Vatio por metro por K No se requiere conversión
Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento: 500 Celsius --> 773.15 Kelvin (Verifique la conversión aquí)
Temperatura ambiente: 37 Celsius --> 310.15 Kelvin (Verifique la conversión aquí)
Calor neto suministrado por unidad de longitud: 1000 Joule / Milímetro --> 1000000 Joule / Metro (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

R = (2*pi*k*((T_c-t_a)^2))/H_Net --> (2*pi*10.18*((773.15-310.15)^2))/1000000

Evaluar ... ...

R = 13.7116471383485

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

13.7116471383485 Kelvin / segundo -->13.7116471383485 centígrados por segundo (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

13.7116471383485 ≈ 13.71165 centígrados por segundo <-- Velocidad de enfriamiento

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por Rajat Vishwakarma

Instituto Universitario de Tecnología RGPV (UIT - RGPV), Bhopal

¡Rajat Vishwakarma ha creado esta calculadora y 400+ más calculadoras!

Verificada por Nishan Poojary

Instituto de Tecnología y Gestión Shri Madhwa Vadiraja (SMVITM), Udupi

¡Nishan Poojary ha verificado esta calculadora y 400+ más calculadoras!

< 13 Flujo de calor en juntas soldadas Calculadoras

Temperatura máxima alcanzada en cualquier punto del material

Vamos Temperatura máxima alcanzada a una distancia de y = Temperatura ambiente+(Calor neto suministrado por unidad de longitud*(Temperatura de fusión del metal base-Temperatura ambiente))/((Temperatura de fusión del metal base-Temperatura ambiente)*sqrt(2*pi*e)*Densidad del metal*Grosor del metal*Capacidad calorífica específica*Distancia desde el límite de fusión+Calor neto suministrado por unidad de longitud)

Posición de la temperatura máxima desde el límite de fusión

Vamos Distancia desde el límite de fusión = ((Temperatura de fusión del metal base-Temperatura alcanzada a una distancia de y)*Calor neto suministrado por unidad de longitud)/((Temperatura alcanzada a una distancia de y-Temperatura ambiente)*(Temperatura de fusión del metal base-Temperatura ambiente)*sqrt(2*pi*e)*Densidad*Capacidad calorífica específica*Grosor del metal)

Calor neto suministrado al área de soldadura para elevarla a la temperatura dada desde el límite de fusión

Vamos Calor neto suministrado por unidad de longitud = ((Temperatura alcanzada a una distancia de y-Temperatura ambiente)*(Temperatura de fusión del metal base-Temperatura ambiente)*sqrt(2*pi*e)*Densidad*Capacidad calorífica específica*Grosor del metal*Distancia desde el límite de fusión)/(Temperatura de fusión del metal base-Temperatura alcanzada a una distancia de y)

Calor neto suministrado para lograr velocidades de enfriamiento dadas para placas delgadas

Vamos Calor neto suministrado por unidad de longitud = Grosor del metal/sqrt(Velocidad de enfriamiento de placa delgada/(2*pi*Conductividad térmica*Densidad*Capacidad calorífica específica*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^3)))

Espesor del metal base para la tasa de enfriamiento deseada

Vamos Espesor = Calor neto suministrado por unidad de longitud*sqrt(Velocidad de enfriamiento/(2*pi*Conductividad térmica*Densidad*Capacidad calorífica específica*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^3)))

Conductividad térmica del metal base usando una velocidad de enfriamiento dada (placas delgadas)

Vamos Conductividad térmica = Velocidad de enfriamiento de placa delgada/(2*pi*Densidad*Capacidad calorífica específica*((Grosor del metal/Calor neto suministrado por unidad de longitud)^2)*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^3))

Tasa de enfriamiento para placas relativamente delgadas

Vamos Velocidad de enfriamiento de placa delgada = 2*pi*Conductividad térmica*Densidad*Capacidad calorífica específica*((Grosor del metal/Calor neto suministrado por unidad de longitud)^2)*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^3)

Factor de espesor de placa relativo

Vamos Factor de espesor relativo de la placa = Grosor del metal*sqrt(((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)*Densidad del metal*Capacidad calorífica específica)/Calor neto suministrado por unidad de longitud)

Espesor del metal base utilizando el factor de espesor relativo

Vamos Espesor del metal base = Factor de espesor relativo de la placa*sqrt(Calor neto suministrado por unidad de longitud/((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)*Densidad*Capacidad calorífica específica))

Calor neto suministrado utilizando el factor de espesor relativo

Vamos Calor neto suministrado = ((Grosor del metal/Factor de espesor relativo de la placa)^2)*Densidad*Capacidad calorífica específica*(Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)

Conductividad térmica del metal base usando una velocidad de enfriamiento dada (placas gruesas)

Vamos Conductividad térmica = (Velocidad de enfriamiento*Calor neto suministrado por unidad de longitud)/(2*pi*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^2))

Suministro de calor neto para lograr velocidades de enfriamiento dadas para placas gruesas

Vamos Calor neto suministrado por unidad de longitud = (2*pi*Conductividad térmica*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^2))/Velocidad de enfriamiento

Tasa de enfriamiento para placas relativamente gruesas

Vamos Velocidad de enfriamiento = (2*pi*Conductividad térmica*((Temperatura para calcular la velocidad de enfriamiento-Temperatura ambiente)^2))/Calor neto suministrado por unidad de longitud

Tasa de enfriamiento para placas relativamente gruesas Fórmula

¿Cómo se produce la transferencia de calor cerca de la zona afectada por el calor?

La transferencia de calor en una junta soldada es un fenómeno complejo que implica el movimiento tridimensional de una fuente de calor. El calor de la zona de soldadura se transfiere más a las otras partes del metal base por medio de conducción. De manera similar, también se pierde calor en los alrededores por convección de la superficie, siendo el componente de radiación relativamente pequeño excepto cerca del baño de soldadura. Por tanto, el tratamiento analítico de la zona de soldadura es extremadamente difícil.

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