Cantități și concepte termofizice de bază

Oferim o scurtă descriere a cantităților și conceptelor termofizice utilizate în mod obișnuit la calcularea proceselor termice în timpul sudării.

1. Temperatura T este cantitatea fizică care caracterizează gradul de încălzire a corpului. În prezent se disting două scale de temperatură: termodinamice (absolute) și inter-






practica oamenilor. Scara termodinamică are un început la punctul zero absolut, temperatura termodinamică (absolută) este exprimată în kelvine (K). La scara practică, un grad de Celsius (° C) este utilizat ca unitate de temperatură, iar punctul de topire al gheții (O ° C = 273,15 K) corespunde la zero. Rata de fisiune în ambele scale este aceeași, astfel încât schimbarea temperaturii AT are aceeași valoare atât în ​​Kelvin, cât și în grade Celsius.

2. Câmpul de temperatură - setul de temperaturi la toate punctele corpului la un moment dat t. Dacă câmpul de temperatură nu se schimbă în timp, se numește staționar: T = T (x, y, z); în caz contrar, este nonstationar: T = T (x, y, z, t).

Pentru claritate, câmpurile de temperatură sunt deseori descrise ca seturi de suprafețe sau linii izotermice (Figura 5.1). Dacă temperaturile în toate punctele corpului sunt aceleași, atunci un astfel de câmp se numește omogen.

3. Suprafața izotermică - un set de puncte ale unui corp care au aceeași temperatură. Izotermă - o linie pe suprafață sau în secțiunea corpului, conectând punctele cu aceeași temperatură. Izotermele nu se pot intersecta, deoarece la punctele lor de intersecție, temperaturi diferite ar apărea simultan, ceea ce este fizic imposibil.

4. Ciclul termic - dependența de temperatură a lui T (t) de momentul la un anumit punct fix al corpului.

5. Gradientul de temperatură este un vector care caracterizează gradul de neomogenitate a câmpului de temperatură în vecinătatea lui
punct al corpului. Direcție coincide cu direcția de creștere a temperaturii de pantă maximă de temperatură, t. E. Normal la suprafețele izoterme care trec printr-o cursă punct al corpului în discuție (vezi. Fig. 5.1). Componentele gradientului de temperatură într-un sistem de coordonate carteziene sunt derivații de temperatură parțială în raport cu coordonatele:







unde /, y, k sunt vectorii unitari ai axelor de coordonate.

6. Fluxul de căldură q printr-o anumită suprafață este o cantitate care caracterizează cantitatea de căldură Q care trece prin această suprafață pe unitate de timp:

Unitatea de flux de căldură din SI coincide cu unitatea de putere (W).

7. Debit de căldură specific - debitul de căldură pe unitate de suprafață (este desemnat cu un indice inferior de "2"):

8. Creșterea entalpiei AH este cantitatea de căldură comunicată la masa unității substanței atunci când este încălzită de la temperatura T la

72. tehnic calcule increment entalpiei AH J / g, măsurat, de obicei la o temperatură normală (293 K) și nu de la zero absolut. Creșterea entalpiei în metale crește monoton cu creșterea temperaturii. Numai în punctele critice care corespund transformărilor structurale și de fază care apar cu absorbția sau eliberarea căldurii, creșterea entalpiei se modifică brusc (Figura 5.2).

9. Căldura specifică - proprietatea materialului de absorbție a căldurii atunci când este încălzită. Unitatea de capacitate termică este considerată cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unității de masă de 1 K (1 ° C) (capacitatea de încălzire în masă c, J / (g # 9632; K)) sau unități ale volumului său (căldură specifică de volum cp, J / (cm3 * K)). Se face distincție între adevărat (adică, la o anumită temperatură) și media (într-un interval dat

Fig. 5.2. Proprietățile termofizice ale oțelului cu emisii reduse de carbon conținând 0,1% carbon -niem (a - difuzivitate termică; X - coeficient de conductivitate termică, c - capacitatea termică a masei adevărate; AH - increment entalpiei)

temperaturi) ale capacității de căldură. Capacitatea reală de căldură în masă este un derivat al creșterii entalpiei în temperatură

În punctele critice, conceptul de capacitate reală de căldură își pierde sensul (vezi Figura 5.2).

10. Căldura specifică de transformare L este cantitatea de căldură absorbită sau eliberată de o unitate de masă materială în procesul de transformare izotermă.

11. Conductivitatea termică - capacitatea materialelor de a conduce căldură. Caracterizat printr-o conductivitate termică coeficient X, W / (cm K), care exprimă numeric cantitatea de căldură care curge prin unitatea de suprafață izotermă per unitate de timp într-un gradient de temperatură unitate. Pentru substanțele diferite, coeficientul de conductivitate termică este diferit

Fig. 5.3. Coeficientul de conductivitate termică X al oțelului ma-rock diferit în funcție de temperatură:

și în general depinde de compoziția chimică, structura materialului și temperatura (Figura 5.3).

În calculele de inginerie, se folosesc de obicei proprietăți termofizice, medii pe intervale de temperatură caracteristice (Tabelul 5.1).

12. Coeficientul de difuzivitate termică a, cm / s este raportul dintre coeficientul de conductivitate termică și căldura specifică volumului a = X / cp. Această valoare este prezentă în ecuația diferențială a conductivității termice.

Tabelul 5.7. Proprietățile termofizice tipice ale unor materiale utilizate în calculele proceselor termice







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: