сть металу в розплавленому стані, кг * м-3.
Щільність міді в розплавленому стані (за даними викладача) дорівнює 8,6 * 103 кг/м3, а маса краплі за формулою (22)
mк = 8,6 * 103 * 10,3138 * 10-9 = 8,867 * 10-5
Час польоту краплі металу в розплавленому (рідкому) стані tр, с.:
, (23)
де Ср - питома теплоємність розплаву матеріалу краплі, для міді Ср = 513 Дж * кг-1 * К-1;
Sк - площа поверхні краплі, м2, Sк = 0,785 dк2 = 5,722 * 10-6;
Тн, Тпл - температура краплі на початку польоту і температура плавлення металу, відповідно, Тн = 2373 К, Тпл = 1083 К [6];
То - температура навколишнього повітря, То = 293 К;
- коефіцієнт тепловіддачі, Вт * м-2 * К-1.
Коефіцієнт тепловіддачі розраховується наступній послідовності:
1) спочатку обчислюють число Рейнольдса
, (24)
де v = 1,51 * 10-5 1/(м2 * с) [4] - коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря при температурі 293 К,
= 3,9 * 10 2
) потім - критерій Нуссельта
= 12,338. (25)
) далі - коефіцієнт тепловіддачі
, (26)
де = 2,2 * 10-2 Вт * м-1 * К-1 [4] - коефіцієнт теплопровідності повітря,
= 1 * 10 2 Вт * м-2 * К-1.
Розрахувавши коефіцієнт тепловіддачі знайдемо час польоту краплі металу в розплавленому (рідкому) стані за формулою (23)
= 3,615 с.
Так як t
= 2373 К. (27)
Температура самозаймання пропану 466 оС, а температура краплі (іскри) до моменту підльоту її до калюжі ЛЗР 2373 К або 2100 оС. При даній температурі ізопрен запалиться і буде стійко горіти, а пропан вибухне ще при виникненні іскри короткого замикання. Температура спалаху ізопрену-480С. br/>
4.4 Іскри електрозварювання
При зварюванні відбувається розліт частинок заліза.
Необхідно врахувати, що зварювання ведеться на різних висотах (1 і 3 метри), тому спочатку розрахуємо загальні значення для краплі заліза.
Для краплі заліза, діаметром d до = 1,9 * 10 -3 м, знаходимо за формулою (21)
м3.
Якщо щільність заліза в розплавленому стані = 6,5 * 10 * 3 кг/м3, то маса краплі заліза за формулою (22) дорівнює
= 2,3 * 10-5 кг.
Площа поверхні краплі заліза Sк = 2,83 * 10-6 м2. Виходячи їх того, що площа краплі знаходиться за формулою? D2/4. p> Питома теплоємність розплаву заліза Ср = 600 Дж * кг-1 * К-1.
Температура краплі на початку польоту Тн = 3273 К.
Температура плавлення заліза Тпл = 1811 К.
Температура навколишнього повітря То = 293 К.
Тепер необхідно розрахувати окремо для різних висот:
а) зварювання відбувається на висоті 1 м.
Середня швидкість польоту краплі заліза при вільному падінні за формулою (19)
= 2,2 м/с.
Тривалість падіння краплі заліза t за формулою (20) дорівнює
с.
Число Рейнольдса для заліза за формулою (24) дорівнюватиме
= 2,8 * 102 (м2? с) -1
Критерій Нуссельта за формулою (25)
= 1 * 101.
Коефіцієнт тепловіддачі за формулою (26)
= 1,2 * 102 Вт * м-2 * К-1.
Розрахувавши коефіцієнт тепловіддачі знайдемо час польоту краплі металу в розплавленому (рідкому) стані за формулою (23)
= 2,8 * 101 с.
Так як t
= 3,2 * 103 К.
б) зварювання відбувається на висоті 3 м.
Середня швидкість польоту краплі заліза при вільному падінні за формулою (19)
= 3,8 м/с.
Тривалість падіння краплі заліза t за формулою (20)
с.
Число Рейнольдса для заліза за формулою (24) дорівнюватиме
= 4,8 * 102 (м2? с) -1
Критерій Нуссельта за формулою (25)
= 13,62.
Коефіцієнт тепловіддачі за формулою (26)
= 1,6 * 102 Вт * м-2 * К-1.
Розрахувавши коефіцієнт тепловіддачі знайдемо час польоту краплі металу в розплавленому (рідкому) стані за формулою (23)
= 2,1 * 101 с.
Так як t
= 3,2 * 103 К.
З двох розглянутих випадків виникнення іскри від електрозварювання, найнижча температура іскри спостерігається в другому випадку при H = 3м і дорівнює 3183 К або 2910 оС. Температура самозаймання пропану 466 оС, тому від іскри електрозварювання станеться займання ізопрену і вибух пропану. Температура спалаху ізопрену-480С
4.5 Електрична лампа розжарюва...
