Espessura do metal de base para a taxa de resfriamento desejada Calculadora

✖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%
✖Taxa de resfriamento é a taxa de tempo de diminuição da temperatura de um material específico.ⓘ Taxa de refrigeração [R]			+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 [k]			+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 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%

✖A espessura do metal base é a espessura do metal base e é indicada pelo símbolo h.ⓘ Espessura do metal de base para a taxa de resfriamento desejada [z]

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Fórmula

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Espessura do metal de base para a taxa de resfriamento desejada

Fórmula

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

Exemplo

`"22.75307mm"="1000J/mm"*sqrt("13.71°C/s"/(2*pi*"10.18W/(m*K)"*"997kg/m³"*"4.184kJ/kg*K"*(("500°C"-"37°C")^3)))`

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Espessura do metal de base para a taxa de resfriamento desejada Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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)))
z = H_Net*sqrt(R/(2*pi*k*ρ*Q_c*((T_c-t_a)^3)))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 8 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)

Variáveis Usadas

Grossura - (Medido em Metro) - A espessura do metal base 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.
Taxa de refrigeração - (Medido em Kelvin / segundo) - Taxa de resfriamento é a taxa de tempo de diminuição da temperatura de um material específico.
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.
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.
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

Calor líquido fornecido por unidade de comprimento: 1000 Joule / Milímetro --> 1000000 Joule / Metro (Verifique a conversão aqui)
Taxa de refrigeração: 13.71 Celsius por segundo --> 13.71 Kelvin / segundo (Verifique a conversão aqui)
Condutividade térmica: 10.18 Watt por Metro por K --> 10.18 Watt por Metro por K Nenhuma conversão necessária
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)
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

z = H_Net*sqrt(R/(2*pi*k*ρ*Q_c*((T_c-t_a)^3))) --> 1000000*sqrt(13.71/(2*pi*10.18*997*4184*((773.15-310.15)^3)))

Avaliando ... ...

z = 0.0227530698779838

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.0227530698779838 Metro -->22.7530698779838 Milímetro (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

22.7530698779838 ≈ 22.75307 Milímetro <-- Grossura

(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

Espessura do metal de base para a taxa de resfriamento desejada 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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