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

✖La tasa de enfriamiento de Thinplate es la tasa de tiempo de disminución de la temperatura de un material en particular.ⓘ Velocidad de enfriamiento de placa delgada [R_c]			+10% -10%
✖La densidad de un material muestra la densidad de ese material en un volumen determinado. Esto se toma como masa por unidad de volumen de un objeto dado.ⓘ Densidad [ρ]			+10% -10%
✖La capacidad calorífica específica es el calor necesario para elevar la temperatura de la unidad de masa de una sustancia determinada en una cantidad determinada.ⓘ Capacidad calorífica específica [Q_c]			+10% -10%
✖El espesor del metal es el espesor del metal base y se indica con el símbolo h.ⓘ Grosor del metal [t]			+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 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%

✖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 del metal base usando una velocidad de enfriamiento dada (placas delgadas) [k]

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Fórmula

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

Fórmula

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

Ejemplo

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

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

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))
k = R_c/(2*pi*ρ*Q_c*((t/H_Net)^2)*((T_c-t_a)^3))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 8 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilizadas

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.
Velocidad de enfriamiento de placa delgada - (Medido en Kelvin / segundo) - La tasa de enfriamiento de Thinplate es la tasa de tiempo de disminución de la temperatura de un material en particular.
Densidad - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La densidad de un material muestra la densidad de ese material en un volumen determinado. Esto se toma como masa por unidad de volumen de un objeto dado.
Capacidad calorífica específica - (Medido en Joule por kilogramo por K) - La capacidad calorífica específica es el calor necesario para elevar la temperatura de la unidad de masa de una sustancia determinada en una cantidad determinada.
Grosor del metal - (Medido en Metro) - El espesor del metal es el espesor del metal base y se indica con el símbolo h.
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.
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.

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

Velocidad de enfriamiento de placa delgada: 0.66 centígrados por segundo --> 0.66 Kelvin / segundo (Verifique la conversión aquí)
Densidad: 997 Kilogramo por metro cúbico --> 997 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Capacidad calorífica específica: 4.184 Kilojulio por kilogramo por K --> 4184 Joule por kilogramo por K (Verifique la conversión aquí)
Grosor del metal: 5 Milímetro --> 0.005 Metro (Verifique la conversión aquí)
Calor neto suministrado por unidad de longitud: 1000 Joule / Milímetro --> 1000000 Joule / Metro (Verifique la conversión aquí)
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)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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))

Evaluar ... ...

k = 10.1483222949554

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

10.1483222949554 Vatio por metro por K --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

10.1483222949554 ≈ 10.14832 Vatio por metro por K <-- Conductividad térmica

(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

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