Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Aby wykonać dowolną pracę z różnymi materiałami, przed ich przetworzeniem należy znać wszystkie dane dotyczące właściwości materiału, jego właściwości fizycznych.

Poniżej będzie uważany za taki materiał jak stal. Uwaga skupi się na zdolności tego materiału jako przewodności cieplnej. Jest to wskaźnik, który powinien wiedzieć, czy zamierzasz pracować z dowolnym materiałem.

Pojęcie „przewodności cieplnej”

Najpierw musisz zrozumieć samą koncepcję „przewodności cieplnej”. Pomoże to użytkownikowi w łatwym przyporządkowaniu suchych liczb i operowaniu nimi. Aby wykonać pewne prace, powinieneś dokładnie podejść do sprawy i dowiedzieć się wszystkich możliwych cech materiału, z którym użytkownik będzie następnie pracował.

Przewodność cieplna odnosi się do zdolności różnych ciał materialnych do wymiany ciepła (transferu energii) do mniej ogrzanych części ciała z jego bardziej ogrzanych części. Proces ten jest możliwy dzięki różnym cząstkom ciała, które się losowo poruszają. Te cząstki to:

  • cząsteczki;
  • atomy;
  • elektrony i tak dalej.

Taka wymiana ciepła jest możliwa we wszystkich ciałach, w których obserwuje się nierównomierny rozkład wskaźników temperatury. Mechanizm wymiany ciepła będzie bezpośrednio zależał od stanu agregacji danego materiału.

Również termin „przewodność cieplna” jest używany do oznaczenia cech ilościowych zdolności dowolnego ciała fizycznego do przewodzenia ciepła. Jeśli porównamy obwody termiczne z obwodami elektrycznymi, to termin ten jest analogiem przewodności.

W celu scharakteryzowania ilościowej zdolności ciała fizycznego do przewodzenia ciepła stosowana jest specjalna ilość, zwana współczynnikiem przewodności cieplnej. Ta cecha jest równa ilości ciepła, które przechodzi przez próbkę materiału, koniecznie jednorodną, jednostkę powierzchni i długość jednostki na jednostkę czasu z jedną różnicą temperatur. W dobrze znanym układzie SI wartość ta jest mierzona w W / (m * stopień Celsjusza).

Samo zjawisko przewodzenia ciepła opiera się na zasadach, które można łatwo wyjaśnić za pomocą teorii kinetyki molekularnej. Polegają one na tym, że podgrzane molekuły poruszają się znacznie szybciej niż cząsteczki w ich normalnym stanie, więc dzięki ich szybkiemu chaotycznemu ruchowi są w stanie wpływać na inne cząsteczki znajdujące się w chłodniejszych częściach ciała i przekazywać im ciepło.

Przewodność cieplna stali

Aby wykorzystać uzyskaną wiedzę na temat przewodności cieplnej materiałów do późniejszej pracy z nimi, należy wziąć pod uwagę wszystkie istniejące niuanse dla oddzielnego ciała fizycznego.

Jeśli mówimy o stali, należy pamiętać, że ta cecha tego metalu jest zmniejszona, jeśli zawiera zanieczyszczenia różnego rodzaju. Możesz nawet podać konkretne przykłady, które mogą potwierdzić ten znany fakt. Na przykład, jeśli zawartość węgla w stali jest zwiększona, wpływa to niekorzystnie na przewodność cieplną stali. W przypadku stali stopowych współczynnik ten jest jeszcze niższy ze względu na dodatki.

Jeśli weźmiemy pod uwagę czystą stal, która nie zawiera żadnych zanieczyszczeń, to jej przewodność cieplna będzie dość wysoka, jak we wszystkich metalach. Jest to około 70 W / (m * gr. Celsjusza).

Jeśli spojrzymy na wskaźniki dla stali węglowych i wysokostopowych, są one znacznie niższe, co w zasadzie nie jest zaskakujące. Tłumaczy się to obecnością zanieczyszczeń w ich składzie, co obniża współczynnik przewodności cieplnej. Nawiasem mówiąc, należy pamiętać, że sam czynnik efektu cieplnego może znacząco wpływać na przewodność cieplną stali wysokostopowych i węglowych. Faktem jest, że wraz ze wzrostem temperatury współczynnik tej wielkości takich stali maleje.

Przewodność cieplna kilku różnych rodzajów stali

Tutaj zostaną przedstawione suche dane, aby użytkownik mógł natychmiast znaleźć indeksy o danej wartości niezbędne dla niektórych gatunków stali:

  • Współczynnik przewodności cieplnej stali niskowęglowych, które są stosowane w produkcji zwykłych rur, wynosi odpowiednio 54, 51, 47 (W / (m * g. C) dla 25, 125, 225 stopni Celsjusza.
  • Średni współczynnik stali węglowych, który można obliczyć w temperaturze pokojowej, mieści się w zakresie od 50 do 90 W / (M * gr. C).
  • Współczynnik przewodzenia ciepła dla zwykłej stali, która nie zawiera różnych zanieczyszczeń, które z kolei nie mogą w żaden sposób wpływać na ten współczynnik, wynosi 64 W / (m * gr. C). Współczynnik ten zmienia się nieznacznie wraz ze zmianą ekspozycji na ciepło, ale z pewnością nie tak bardzo jak w przypadku stali węglowych i stopowych.

Wnioski

Dla pomyślnego przetworzenia dowolnego materiału bardzo ważna jest znajomość wszystkich jego właściwości fizycznych i właściwości. Jest to konieczne, aby z powodzeniem wykonać wszystkie wymagane prace i uzyskać pożądany rezultat. Nieznajomość cech może prowadzić do nieprzyjemnych konsekwencji.

Przewodność cieplna stali jest bardzo ważnym punktem, jeśli masz pracować z tym metalem. Należy pamiętać nie tylko o podstawowym współczynniku przewodności cieplnej zwykłej stali, ale także współczynnikach tej wielkości w jego stopach. Mają inne właściwości, które mogą utrudniać pracę z nimi.

Mistrz powinien mieć wiedzę, że stale węglowe i stopowe mają znacznie niższą przewodność cieplną, ponieważ ich skład zawiera zanieczyszczenia, które bezpośrednio wpływają na tę wartość.

Należy również pamiętać, że współczynnik tej cechy stali jest również bardzo zależny od efektów termicznych. Oznacza to, że im wyższa temperatura, tym większy współczynnik.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Obróbka metalu