Определяне на ефективната топлинна мощност електродъгово заваряване на платформа съдържание
Министерство на образованието и науката
Волгоград държавен университет по архитектура и строителство
Определянето на ефективната топлинна енергия електрожен
Определяне на ефективната топлинна мощност на електродъгово заваряване: насоки за лабораторна работа № 1 към дисциплина "термични процеси в заваряване" / Comp. ; VolgGASU. - Волгоград, 201C.
Документът представя теоретичната част на експерименталната процедура за определяне на ефективната топлинна мощност на заваряване консуматив и не - консуматив електрод, а също така дава контрол на въпроси и изисквания към съдържанието на доклада.
Обучение и усвояване експериментална процедура за определяне на ефективна топлина капацитета на заваръчни консумативи и не-консумативи електродите.
1) За проучване на теоретичната част и методи на работа.
2) Преглед на оборудване, използвано при провеждане на вторичния Labora-работа.
3) Извършване на валяк настилка последвано калориметрия об проба.
4) Напишете с експерименталните стойности на работния ток на маса, на напрежение-нето, времето за заваряване, времето за проба транспорт в калориметъра и др.
5) определи ефективното ефективността при заваряване с консумативи и не-консумативи електроди.
6) Създаване на доклада и заключенията от извършената работа.
3. ТЕОРИЯ
3.1. Основи на топлина баланс на дъгата
Топлината, освободена от източника на топлина заваряване е предназначена за топене на метал и метал в пълнежа да се осигури връзка между заваряеми повърхности. Само някои от изразходваната енергия по време на заваряване, се въвежда в метала, поради загубите на топлинна енергия за изпаряване на метала, отопление на шлака или защитни газове и др.
Ефективно топлинен капацитет е количеството топлина вход заваряване източник на топлина в метала за единица време.
Пълен топлинна енергия, генерирана от източник на топлина в заваряване с електрическа дъга, може да бъде конвенционално определя от
където I, Ua - съответно, тока и напрежението на дъгата.
Съгласно тази схема, регион дъга изразено ясно се наблюдава спад на напрежението локализиран близо до електродите, и спад на линейно-позиция напрежение в колоната. В сравнение с общата дължина на дъги и (раса-разстоянието - между електродите), линейните размери на електродните зони са малки. По този начин, размерът на региона на катод от около 10 "5 cm, малко по-голям размер на региона на анод.
При изгаряне на дъгата върху електродите се виждат ярко нажежен активен палеца в - катод и анод. В централната част на дъгата, който се намира между ка-todnoy и региона на анод се нарича колона дъга. Схема на разпределението на пада на напрежение в дъгата е показано на фиг.1.
Опростенчески можем да приемем, че общият спад на напрежението в дъга UA се определя от три компонента: спадане на напрежението на катода Великобритания, РА
Помислете за това, какво представлява енорията и потреблението на енергия в prielek --electrode райони и в колоната дъга.
енергия се предава към катода обстрелват неговите йони. Въпреки това, част от общата топлинна енергия отива катод, т.е.. Е. консумирана от потенциал Ing енергия, която се отвежда от електрони в колона дъга (на работата им функция на метала) и кинетична енергия, съответстваща на температурата Т на плазма колона.
Като цяло, топлина (енергия), излъчвана регион катод, се консумира на емисията на електрони за отопление, топене и изпаряване на катоден материал, както и топлинно излъчване (радиация).
Тогава уравнението на енергийния баланс на катода ще бъде:
където IUK - общата енергия, идващи към катода;
# 966; - работната изхода (емисии) на електрони от метала за катод;
2 КТ - кинетичната енергия на електроните.
Energy съобщи анодни електрони. Неговите компоненти са: кинетичната енергия на електроните получи IUk ускорение когато минувачите Denia през региона на анод (т.е. на енергията в региона на анод само носи Xia електрони ..); работата функция на енергията # 966;, взети при входни Дения електрони към анода; кинетичната енергия на електроните 2 КТ.
Като цяло, топлина (енергия), излъчвана регион анод, се изразходва за отопление, топене и изпаряване на анод материал, както и топлинно излъчване (радиация).
Тогава уравнението на енергийния баланс на анода ще бъде следното:
QA = IUa + ((# 966 + 2kT) L • (4)
Енергийната мощност освободен в колоната дъга (Квебек = ВУМК), в първо приближение не се влияе от анода и катода, въпреки че със сигурност част от тази енергия се предава на тях, например, радиация действа във всички посоки. Въпреки това, този поток на енергия се компенсира от струи пара, излъчвани от региони почти електрода в колона дъга и околността.
По този начин, заваряване консуматив електрод полезен силно Стю е QA, а Qk и QC (с положителна полярност) не участва в нагряване на метала. Ефикасността на заваряване източник на топлина (процес на нагряване на Delia дъга) се характеризира с ефективно ефективността на топлинния източник Т) и> което е съотношение на ефективно Q топлинен капацитет и дъгата на общата мощност QA дъга (което се определя чрез калориметричен - rirovaniya). Тогава ефективно ефективността на източника на топлина за заваряване електрод Yevhen Neplyakh-vyaschimsya # 951; "ф е равна на:
При заваряване "консуматив електрод топлинна енергия за движение върху нагряване на катода Qk влиза в заварка метал заедно с капките на разтопен метал-TION, така че ефективността на този метод на заваряване е по-висока от заваряване консуматив електрод:
Очевидно е, че формулите (5) и (6), много приблизителна, т. К. не отчитат много от условията на технологията на процеса.
Съотношение безполезен загуби от топлина зависи от процеса на заваряване: подводния дъга това заваряване е 5-20%, за ръчно заваряване електроди plavyashimisya в зависимост от качеството на покритието, и т.н. съотношение загуба състав може да достигне 25-35%, докато .. nonconsumable електрически заваряване къща ефективно топлинен капацитет е още по-малък и процентът на загуба да дос TIGA 50%.
При заваряване с консуматив електрод ефективния капацитет топлина зависи малко от естеството на тока, полярността и големината на заваръчния ток, но се увеличава значително понижава плътността на тока на електродите. В ръчно заваряване консумативи и не-консуматив електрод-тъпка lovaya ефективна мощност намалява с увеличаване на дължината на дъгата и розово гънки с проникването му в заваръчната вана от lichenie съответно-Уве или намаляване на загубите на топлина в околната среда.
3.2 Експериментални Методи за определяне на ефективния топлинен капацитет на електрическа дъга
Благодарение на стойностите на неопределеност, представляващи загубата на енергия по време на заваряване, оценява ефективен резултат за определяне на мощността дава значителна грешка. Следователно, обикновено се определя като се използва ефективност-тивна ефективност:
където # 951; ф - ефективно ефективността на топлинния източник (заваряване), топлина дял заваряване източник на топлина Функции-rizuyuschy въвежда в основния метал.
Прогнозната стойност на ефективно ефективност за различни условия на заваряване в момента с опит от многобройните известни изчислява ефективната мощност. Класическият начин за определяне на ефективния топлинен капацитет на източника на захранване се счита за неговото определение на калории-метричен метод. *
Този метод се състои в това, че пробата, приготвена предварително в определен режим топчета консуматив електрод, след
пробата се потапя в калориметър (Фигура 2) - специално устройство, зало-
1 - вътрешната стена; 2 - отвън; 3 - горната част;
4 - капак; 5 - термометър; 6 - мотор на смесителя;
7 - свързване тел; 8 - устройството за управление.
Фиг. 2. Схематична диаграма на устройството за калориметър.
Обикновено, тази опаковка е с двойна или тройна стена, която се излива във вътрешността на вода или друга течност с известно тъпка-loemkostyu (намира между стените на съда по същество въздух zhaet SNI вода топлообмен с околната среда). калориметрични тройни стени между външната и средната кладенеца се пълни с вода, температура ко-Тора равна на температурата на водата в калориметъра, което допълнително намалява тъпка-loobmen околната среда!
Изразът за изчисляване на ефективния топлинен капацитет на електрически заваряване дъга XYZ се получава от уравнението на топлина баланс:
където TR - искрене време (заваряване), [с];
Q - топлина въвежда в източника на нагряване на пробата по време на искрене, IDzh] или [изч] 1 кал - 4,1868Dzh;
QK - топлина, получена от калориметър проба, щитовидната жлеза]; QA - топлинен елемент от разликата в топлина съдържание на пробата преди и след експеримента, IDzh] \
Qn - топлината се консумира за изпаряване чрез потапяне на пробата в калориметъра (J \,
QT - топлинна енергия загуби на околната среда по време на нагряване и прехвърляне на пробата поради топлообмен с околната среда (конвекция и диацил-RA), | J].
Загрява QK, получен от калориметър проба, се изчислява по формулата:
QK = GecB (TK-TH) + А (TK-TH), (9)
където GB - теглото на водата в калориметъра [кг] \
Ул - специфична топлина на вода, равно на 4180 джаула / кг-° С \ Ts, ТС - съответно начална и крайна температура на водата в калории калориметър, преди и след експеримента, [° С]; А - постоянна калориметър (предимно определя
експериментално за всеки калориметър) [J / ° С]. Загрява QA, разликата в съдържанието на топлина компонент на пробата преди и след експеримента (който определя топлоснабдяване на пълно вътрешно енергийно състояние на пробата) се определя по формулата:
тегло на пробата след експеримента, [кг];
специфичната топлина капацитет на пробата (мека стомана СОС-клавишни 520Dzh / кг • ° С); T0 - температурата на пробата преди експеримента, равна на температурата на околната среда, [° С].
При определяне на топлината Qn, изразходвано за изпаряване, Nal-много трудно е да се определи теглото на изпарена вода. За да се опрости изчисляването на потребената за изпарение може vospol-Call таблица 1 жегата.
топлинните загуби за пренос на топлина в околната среда на определението на проба, определена като функция на неговото моментно съдържание на топлина по време на заваряване:
temperaturootdachi коефициент, отразяващ топлина CP5
към околната среда през повърхността на вафлата (пробата), [J / ° С]; и - общ коефициент на топлинен трансфер на пробата повърхност (за MA-louglerodistoy стане = 0,001 кал / см [Ь] • С - град);
Ср - проба обемния капацитет на топлина на метала (за лека
Стомана вж = 1,3 кал / см [II]. ° С);
# 948; - дебелина на пробата [cm].
Топлинните загуби на околната среда се срещат и при повторно назален проби от зоната на заваряване на калориметъра. Техният размер може да бъде определена чрез опростена формула:
където TN - времето за прехвърляне на пробата в калориметъра, [с].
Общо загубите на топлина в топлообмена с околната среда на определението на пробата, разделящи размера на тези два компонента:
След определяне на всички компоненти, ефективна топлинна кардиналност-ност може да бъде определена от израза:
Тогава ефективно ефективността на топлинния източник специфична експертиза (OD-ба заваряване) може да бъде определена от израза:
Ефективно ефективност показва термичната ефективност на дъга енергия (източник на топлина) за различни методи на заваряване. Най-шийката на ефективно ефективността на източника на топлина се постига, когато потопени електродъгово заваряване, където 7] "= 0,80-0,95.
4. методи на работа, обработване на резултатите ♦
1) Преди изпълнението на работата си, ще научите теоретичната част.
2) работата се извършва в лаборатория, която включва: машина заваряване за ръчно електродъгово заваряване с консумативи и не-консуматив електрод, маса заваряване; топломер, везни, термометър, хронометър.
3) Експериментите са проведени върху леки стоманени образци размери (6-10) х (40-60) х (150-200) мм.
4) Пробата се поставя на вашия работен плот по начин, който е удобен да се вземе проба от клещите. Калориметъра се намира възможно най-близо до това, което Рабо маса.
5) Извършва без настилка проникване през широка преобръщане на част от пробите медиите в него по основните си страни, като се започва и завършва в постоянните раси 15. 20 mm от ръба. Времето за заваряване (заваряване) непрекъснати секунди-мер до 0.1s и записани в таблица 2.
6) Вземете проба от таблицата с форцепс и вероятно, колкото е възможно най-бързо да я тури в калориметъра. Времето за прехвърляне да улови до
7) Включване смесител и се смесва с вода в продължение на 2-3 минути.
8) След 2-3 минути, температурата на водата, измерени с термометър с точност от 0.02 - 0.05 ° С Стойностите на началната и крайната температура рекорд на маса.
9) В процеса на провеждане на експерименти, за да контролира големината на заваръчния ток и напрежение, определяне на тяхната средна стойност в таблицата.
10) Извършва изчисляване на топлинния баланс и ефективно ефективност на източника на топлина за заваряване с консумативи и не-консумативи електроди. Получените резултати се записват в таблица 3.
1) покривен лист.
3) капка Фигура разпределение верига напрежение в дъгата.
4) формули и резултатите от изчисленията на топлинния баланс и ефективност тивна ефективност източник на топлина за заваряване с консумативи и не-консумативи електроди.
5) Началните и крайните резултати от изчисленията на записаната информация в таблици 2 и 3.
6) В заключенията на извършената работа.
6. Лист за проверка
1) Какво се нарича ефективен термичен източник на енергия?
2) Каква е общата топлинната мощност на източника на топлина?
3) Какви са компонентите развива спад на напрежението в дъгата?
4) Какво е включено в енорията и потреблението на енергия в региона на катод?
5) Какво е включено в енорията и потреблението на енергия в региона на анод?
6), което е ефективно ефективността на топлинния източник на различни видове заваряване?
7) Защо е ефективен източник KI1D за заваряване консуматив електрод високи, отколкото за електродъгово заваряване?
8) Каква е целта и как калориметъра?
9) Списък на компонентите на уравнението на топлинния баланс?
10) Какви са температурата и времето, което трябва да знаете за да се изчисли компонент кипящи топлинния баланс на?
11) Какво е съотношението temperaturootdachi?
12) Списък на REQ-Сари оборудване, инструменти, инструменти и материали за тази лаборатория.
1. Теория на заваряване процеси / изд. - М. Висше училище, 1988.-559 с.
2. tumar заваръчни процеси. - М. Висше училище, 1977.-389 с.
3. Hrenov заваряване процесно-сови. - Киев: Средно училище, 19в.
4. Makhnenko процеси в заваряване / заваряване в СССР: ано-ника, том 2 - М. Science, 1981, 494 стр.
5. Volchenko енергия заваръчни процеси. - Москва машиностроенето, 19в.
6. Rykalin топлинните процеси в заваряване. - М. Mashgiz, 1954.-296 с.