Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas finas) Calculadora

✖A taxa de resfriamento da placa fina é a taxa de tempo de diminuição da temperatura de um material específico.ⓘ Taxa de resfriamento da placa fina [R_c]			+10% -10%
✖A Densidade de um material mostra a densidade desse material em um determinado volume específico. Isso é considerado a massa por unidade de volume de um determinado objeto.ⓘ Densidade [ρ]			+10% -10%
✖Capacidade térmica específica é o calor necessário para aumentar a temperatura da unidade de massa de uma determinada substância em uma determinada quantidade.ⓘ Capacidade Específica de Calor [Q_c]			+10% -10%
✖A espessura do metal é a espessura do metal base e é indicada pelo símbolo h.ⓘ Espessura do Metal [t]			+10% -10%
✖O calor líquido fornecido por unidade de comprimento também pode ser convertido em newtons, uma vez que a energia é multiplicada por newtons por metro.ⓘ Calor líquido fornecido por unidade de comprimento [H_Net]			+10% -10%
✖A temperatura para calcular a taxa de resfriamento é calculada é a temperatura na qual a taxa de resfriamento é calculada.ⓘ Temperatura para calcular a taxa de resfriamento [T_c]			+10% -10%
✖A temperatura ambiente é a temperatura do ambiente.ⓘ Temperatura ambiente [t_a]			+10% -10%

✖Condutividade térmica é a taxa de passagem de calor através de um material especificado, expressa como a quantidade de fluxo de calor por unidade de tempo através de uma área unitária com um gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.ⓘ Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas finas) [k]

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Fórmula

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Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas finas)

Fórmula

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

Exemplo

`"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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Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas finas) Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Condutividade térmica = Taxa de resfriamento da placa fina/(2*pi*Densidade*Capacidade Específica de Calor*((Espessura do Metal/Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)^2)*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-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 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variáveis Usadas

Condutividade térmica - (Medido em Watt por Metro por K) - Condutividade térmica é a taxa de passagem de calor através de um material especificado, expressa como a quantidade de fluxo de calor por unidade de tempo através de uma área unitária com um gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.
Taxa de resfriamento da placa fina - (Medido em Kelvin / segundo) - A taxa de resfriamento da placa fina é a taxa de tempo de diminuição da temperatura de um material específico.
Densidade - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A Densidade de um material mostra a densidade desse material em um determinado volume específico. Isso é considerado a massa por unidade de volume de um determinado objeto.
Capacidade Específica de Calor - (Medido em Joule por quilograma por K) - Capacidade térmica específica é o calor necessário para aumentar a temperatura da unidade de massa de uma determinada substância em uma determinada quantidade.
Espessura do Metal - (Medido em Metro) - A espessura do metal é a espessura do metal base e é indicada pelo símbolo h.
Calor líquido fornecido por unidade de comprimento - (Medido em Joule / Metro) - O calor líquido fornecido por unidade de comprimento também pode ser convertido em newtons, uma vez que a energia é multiplicada por newtons por metro.
Temperatura para calcular a taxa de resfriamento - (Medido em Kelvin) - A temperatura para calcular a taxa de resfriamento é calculada é a temperatura na qual a taxa de resfriamento é calculada.
Temperatura ambiente - (Medido em Kelvin) - A temperatura ambiente é a temperatura do ambiente.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Taxa de resfriamento da placa fina: 0.66 Celsius por segundo --> 0.66 Kelvin / segundo (Verifique a conversão aqui)
Densidade: 997 Quilograma por Metro Cúbico --> 997 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Capacidade Específica de Calor: 4.184 Quilojoule por quilograma por K --> 4184 Joule por quilograma por K (Verifique a conversão aqui)
Espessura do Metal: 5 Milímetro --> 0.005 Metro (Verifique a conversão aqui)
Calor líquido fornecido por unidade de comprimento: 1000 Joule / Milímetro --> 1000000 Joule / Metro (Verifique a conversão aqui)
Temperatura para calcular a taxa de resfriamento: 500 Celsius --> 773.15 Kelvin (Verifique a conversão aqui)
Temperatura ambiente: 37 Celsius --> 310.15 Kelvin (Verifique a conversão aqui)

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na 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))

Avaliando ... ...

k = 10.1483222949554

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

10.1483222949554 Watt por Metro por K --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

10.1483222949554 ≈ 10.14832 Watt por Metro por K <-- Condutividade térmica

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Rajat Vishwakarma

Instituto Universitário de Tecnologia RGPV (UIT - RGPV), Bhopal

Rajat Vishwakarma criou esta calculadora e mais 400+ calculadoras!

Verificado por Nishan Poojary

Instituto Shri Madhwa Vadiraja de Tecnologia e Gestão (SMVITM), Udupi

Nishan Poojary verificou esta calculadora e mais 400+ calculadoras!

< 13 Fluxo de calor em juntas soldadas Calculadoras

Temperatura de pico atingida em qualquer ponto do material

Vai Temperatura máxima atingida a uma distância de y = Temperatura ambiente+(Calor líquido fornecido por unidade de comprimento*(Temperatura de fusão do metal básico-Temperatura ambiente))/((Temperatura de fusão do metal básico-Temperatura ambiente)*sqrt(2*pi*e)*Densidade do Metal*Espessura do Metal*Capacidade Específica de Calor*Distância do limite de fusão+Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)

Posição do pico de temperatura do limite de fusão

Vai Distância do limite de fusão = ((Temperatura de fusão do metal básico-Temperatura alcançada a uma distância de y)*Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)/((Temperatura alcançada a uma distância de y-Temperatura ambiente)*(Temperatura de fusão do metal básico-Temperatura ambiente)*sqrt(2*pi*e)*Densidade*Capacidade Específica de Calor*Espessura do Metal)

Calor líquido fornecido para a área de solda para elevá-la a determinada temperatura do limite de fusão

Vai Calor líquido fornecido por unidade de comprimento = ((Temperatura alcançada a uma distância de y-Temperatura ambiente)*(Temperatura de fusão do metal básico-Temperatura ambiente)*sqrt(2*pi*e)*Densidade*Capacidade Específica de Calor*Espessura do Metal*Distância do limite de fusão)/(Temperatura de fusão do metal básico-Temperatura alcançada a uma distância de y)

Calor líquido fornecido para atingir determinadas taxas de resfriamento para placas finas

Vai Calor líquido fornecido por unidade de comprimento = Espessura do Metal/sqrt(Taxa de resfriamento da placa fina/(2*pi*Condutividade térmica*Densidade*Capacidade Específica de Calor*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^3)))

Espessura do metal de base para a taxa de resfriamento desejada

Vai Grossura = Calor líquido fornecido por unidade de comprimento*sqrt(Taxa de refrigeração/(2*pi*Condutividade térmica*Densidade*Capacidade Específica de Calor*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^3)))

Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas finas)

Vai Condutividade térmica = Taxa de resfriamento da placa fina/(2*pi*Densidade*Capacidade Específica de Calor*((Espessura do Metal/Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)^2)*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^3))

Taxa de resfriamento para placas relativamente finas

Vai Taxa de resfriamento da placa fina = 2*pi*Condutividade térmica*Densidade*Capacidade Específica de Calor*((Espessura do Metal/Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)^2)*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^3)

Fator de espessura relativa da placa

Vai Fator de espessura relativa da placa = Espessura do Metal*sqrt(((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)*Densidade do Metal*Capacidade Específica de Calor)/Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)

Espessura do Metal Base usando o Fator de Espessura Relativa

Vai Espessura do Metal Base = Fator de espessura relativa da placa*sqrt(Calor líquido fornecido por unidade de comprimento/((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)*Densidade*Capacidade Específica de Calor))

Calor Líquido fornecido usando Fator de Espessura Relativa

Vai Calor líquido fornecido = ((Espessura do Metal/Fator de espessura relativa da placa)^2)*Densidade*Capacidade Específica de Calor*(Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)

Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas grossas)

Vai Condutividade térmica = (Taxa de refrigeração*Calor líquido fornecido por unidade de comprimento)/(2*pi*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^2))

Calor líquido fornecido para atingir determinadas taxas de resfriamento para placas grossas

Vai Calor líquido fornecido por unidade de comprimento = (2*pi*Condutividade térmica*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^2))/Taxa de refrigeração

Taxa de resfriamento para placas relativamente grossas

Vai Taxa de refrigeração = (2*pi*Condutividade térmica*((Temperatura para calcular a taxa de resfriamento-Temperatura ambiente)^2))/Calor líquido fornecido por unidade de comprimento

Condutividade térmica do metal base usando determinada taxa de resfriamento (placas finas) Fórmula

Como a transferência de calor ocorre perto da zona afetada pelo calor?

A transferência de calor em uma junta soldada é um fenômeno complexo que envolve o movimento tridimensional de uma fonte de calor. O calor da zona de solda é transferido mais para as outras partes do metal base por meio de condução. Da mesma forma, o calor também é perdido para os arredores por convecção da superfície, com o componente de radiação sendo relativamente pequeno, exceto perto da poça de fusão. Assim, o tratamento analítico da zona de solda é extremamente difícil.

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