гранични условия
За решаване на диференциалното уравнение на топлопроводност-STI, трябва да настроите разпределението на температурата в началния час (първоначалното състояние) и състоянието на тялото си взаимодействат с околната среда по границите (на граничните условия).
Първоначалното състояние се определя чрез определяне на разпределението на температурата право-му в тялото на първоначално време - функцията Т (х, у, 2, 0). В много практически проблеми все пак да вземат двумерен разпределение на температурата в първоначално време:
T (X, Y, Z, 0) = TN = конст. (5.25)
В практиката на инженерни изчисления обикновено се смятат за граница на тялото и съответните гранични условия на три RO-редове.
В граничното условие от първи вид е изрично определяне на функцията за разпределение на температурата на границата. Особен случай на такава граница е изотермична граница когато над-ност на тялото има постоянна температура по време на целия процес на топлина размножаване.
В граничното условие на втория вид е изрично да се посочи конкретната топлинен поток през границата. Частен случай на такава граница е адиабатно граница, когато топлинният поток през него е нула. Процесите на технически изчисления заваряване може да се счита адиабатно граница, ако през него на топлинния поток е малък в сравнение с потока на топлина в тялото.
В граничното условие от трети вид обикновено се характеризира тъпка-loobmen между повърхността на тялото и околната среда:
kgradr = а (T-G). (5.26)
От граничните условия на трети вид може да се извлече като специални случаи: първото условие вид граница (изотермичен граница, когато а = w) и гранично условие от втория вид (адиабатно граница пощенски плик, когато а = 0).
Като правило, топлината заваряване се въвежда в продукта или чрез някакъв участък от повърхността, наречен място отопление или генерирани в определен обем в дебелината на материала. Не за tragivaya-физически аспекти на външния вид-нето на топлинна енергия в телата, тя може да се отбележи, че действителните източници на топлина заваряване имат различно разпределение и интензивност на топлинния поток.
Фиг. 5.7. Разпределение на специфична топлина на ток по време на нагряването в нормалната повърхност на източника на тялото, но кръгла топлина
Електрически дъга, плазмени нология струя факел пламък, светлинния лъч - тези източници на топлина, обикновено се считат повърхностни.
Разпределението на специфичната топлина на загряване ток място в неравномерното им-ING и зависи от много фактори. One-до, в повечето случаи с достатъчна точност, то може да се опише за Con-нормално разпределение:
където Q - ефективното топлинна мощност на източника на топлина.
Заваряване дъга. Превръщането на електрическа енергия в тъпка lovuyu Заваряване се характеризира с концентрация на топлина в малък обем и развитието на много висока температура. Въпреки това, не всички от отделената топлина на дъгата се използва за заваряване на топлина продукта. Част от консумираната за нагряване на електрода и nerasplavlyayuscheysya топлина загуби в бамя zhayuschem пространство поради конвекция и излъчване. При заваряване с консуматив електрод значителна част от топлинната енергия се прехвърля към ология продукт с прегрята капчици електрод метал и шлака.
Ефективно топлинна мощност на дъгата, определена от израза
къде си | - ефективно отопление ефективност продукти заваряване дъга; U - напрежение на дъгата, Б; / - заваряване ток, А
Ефективността на подаване на топлина към продукта на мнение, оп redelyaetsya заваръчната дъга и режим за заваряване, както и условията за нейното vypol-neniya. При заваряване отворен увеличение загуби дъги поради радиация в околната среда, разпръскване или изпаряване ме-талий. Поради това, на ефективно ефективност, когато потопена заваряване обикновено е по-висока, отколкото с отворен електродъгово заваряване, заваряване в среда бариерен за газовете и заваряване с обмазани електроди.
По-долу са стойностите на ефективността отопление ефективното продукт
заваряване и настилка:
Електродъгово заваряване и настилка:
графитни електроди. 0.5-0.6
покрит електрод в постоянен ток. 0.75-0.85
покрит електрод с променлив ток. 0.65-0.75
във въглероден диоксид. 0,72-0,92
волфрамов електрод под аргон. 0.65-0.75
в аргон консуматив електрод. 0.70-0.80
сърцевината тел (отворена дъга). 0.80-0.90
Потопени. 0.80-0.95
лента потопени. 0.88-0.93
панделка отворена дъга и газа. 0,68-0,75
Vibrodugovaya настилка. 0.60-0.75
А плазмена дъга отопление. 0.60-0.75
Нагряването на плазмения лъч. 0,10-0,50
Отопление с газов пламък. 0,30-0,80
Електрошлаково заваряване дебели листове мм:
Електрошлаково заваряване с гранулиран дебелина добавка лист, мм
ESW. 0.75-0.95
отопление лъч Electron. 0.70-0.90
Отопление лазерен лъч. 0,02-0,20
Увеличение на дъга напрежение води до намаляване еднозначно ефективен ефективност. Когато челно заваряване или дълбоко клане ефективно ефективност от 5 до 10% по-висока, отколкото в настилка на ASW тират повърхност, поради по-добро използване на газове радиация cheniya дъга колона и топлина, преминаващ около повърхността на Delia.
В близост ампераж и напрежение коефициенти концентрация-ти, за да отворите дъги са близки по стойност и naho-
dyatsya в 1.0. 1.3 см (фиг. 5,8), но максималната топлинния поток по време на заваряване консуматив електрод от 60. 70% по-голяма, отколкото при не-консуматив заваряване електрод. В потопени заваряване поради ограничения петна голи-рев фактор концентрация gazoshlakovym балон
6. достига стойности от 7 см, а максималната специфична топлина
2 qlv _q! V 2 _ qlv
pesRgsh ECP yagp2l ecpFap
Използване на бързо движещи линия източник съединение в плоча, без пренос на топлина от повърхността. (Фигура 7.12), А безшумен напиши формула за определяне на дължината на зоната за варене /, за който температурата на заваряване в началото е под Tg:
при което - корекционен коефициент експериментално намерено в зависимост от вида на съединението; к-т - съотношение Num време на дъгата, получена при употреба ВМА, равна на 0,6. 0.8. За челни фуги до $ = 1,5; за наслагване и челно ставите до $ - 0.9; за крос-свързан-ЛИЗАЦИЯ ct> = 0.8.
Трябва да се отбележи, че избраният модел (вж. Фиг. 7.12), изграждане-те думи, броят на функции считат не загрява размножаване през многослоен заваряване. Въпреки това, той може да бъде приет, за да се изчисли, ако към момента на достигане на изчислената температура Tg (което обикновено не надвишава 650 K стомани) неравномерно разпределение на температурата над дебелината на заварени компоненти Neve лицето. За практически прилагани режими многослоен SVAR-ки температурна разлика от времето за охлаждане на първия слой на Tg = 650 К, както е показано от експерименталните данни, която не е предварително Witzlaus 50. 80 К.
където m - брой на дифузия на веществото; S - площ SE-cheniya дифузионно поток; т - време; концентрационен градиент
страция (има отрицателна стойност, защото дифузия протича от висока към ниска концентрация); D - коефициент Proport-налност или дифузия.
Коефициентите на дифузия изчисляват в газовите системи на базата на кинетичната теория на газовете:
Li където V -, съответно, средната стойност на свободната дължина на пътека и средната скорост на молекулите на газа. От порядъка D за газове
при стандартни условия е 1SG4 m21s.
gdeD = 1.24 * 10 (Te / NE) (kulonovskiylogarifm 1pD "4. 11).
Оказва се, че в този случай, проводимостта на почти не зависи от СИ на електронната плътност, тъй като с увеличаване на
NE намалява времето за пътуване от тези /. В същото изпарят-D и е по-голяма по-малките заряд Z на йони; нарастващ пропорционално tionally-7 ^ 3/2, т. е. много бързо. Например, при 15 * Te = 106 К водород плазма има същия специфичен електрически-ност като обикновен мед при стайна температура; и
2 3 2 2 където Ао = 4nmk д / ч = 120,4 A / (см - К) - универсална константа
Ная за всички метали; ECP - работа функция на електроните, J.
Като цяло, трябва да се отбележи, че някои от електрони Podhom-dyaschih до повърхността, може да бъде отразена от него. След това, като се има предвид така наречените квантово-механичен коефициент на отражение R в уравнение (2.69) трябва да използва постоянна A =
Например, за волфрам А
15 A / (см - К), тантал А
Изпускани електрони са Maxwellian дистрибуции с енергия Leniye. Средната стойност на общия енергиен Je = 2 KT, така thermoelectrons първоначалните скорости са малки. Така например, мерки за температура катод Т = 3000 К, което съответства на скорост-тура желязо кипене Je = 2kT * 0,50eV.
Контактът на разтопен метал с газове и шлака може да променя повърхностното напрежение. Например, кислород SNI-zhaet повърхностното напрежение стомана, така че при заваряване в инертен газ се прибавя към смес на 5% кислород. Според I. К. Pohodni и AM Suptelya, при заваряване с ток обратна връзка полярен повърхност анод място е стабилен в края на течната капчица и отнети, cheniem му плътност на тока остава постоянна, а размерът на място
[1] Тук и по-долу, съкращението "S. р "означава" химична реакция ".
[2] сплави време на втвърдяване температура се наричат крехкост температурен диапазон, в която стойностите на якост и пластичност-ност са много малки, и унищожаването на крехка природа и се среща в зони или срастък кристалити в границите на зърното.
[3] интерметали - съединения типични метали с метали с метални свойства слабо.
Колкото по-малко едно, по-малките течната капчица и вероятността за преход към пулверизиращото и спрей дъга метал.