53) вычислить Qн, а также величины: , , где сп - приведенная теплоемкость порошковой проволоки; М - характеристика теплопроводности сердечника порошковой проволоки

перейти к полному списку дипломных проектов

Ссылка на скачивания файла в формате .doc находится в конце странички

53) вычислить Qн, а также величины: , , где сп - приведенная теплоемкость порошковой проволоки; М - характеристика теплопроводности сердечника порошковой проволоки

Мощность тепловыделения можно вычислить по закону Джоуля-Ленца:

где W - тепловая мощность, Вт;

I - ток наплавки, А;

R - сопротивление участка, Ом.

Электротермические процессы на участке подогрева имеют ту же физическую сущность, что и процессы при наплавке с удлиненным вылетом. Следовательно, они описываются одинаковыми уравнениями.Т. е. температура оболочки порошковой проволоки распределена по участку подогрева следующим образом:

(2.48)

где l - расстояние от данного элементарного участка до токоподвода тока нагрева;

( - скорость подачи проволоки;

Соб - коэффициент, рассчитанный выше;

А - коэффициент, рассчитанный выше;

Т0 - температура окружающей среды.

Сопротивление элементарного участка оболочки порошковой проволоки dl будет равно:

Для упрощения расчетов положим, что Т0=0 и не будем учитывать потери тепла боковой поверхностью порошковой проволоки. Тогда коэффициент Соб вычисляется по формуле:

Соб = 1/(.

Подставляя значение Тоб из (2.48), с учетом допущений получим:

(2.49)

Чтобы получить величину сопротивления участка подогрева вылета длиной Lн, нужно проинтегрировать выражение (2.49) в пределах от 0 до Lн.

Имеем:

;

. (2.50)

Мы получили зависимость сопротивления участка нагрева оболочки порошковой проволоки от (, Lн и A, который, в свою очередь, зависит от плотности тока нагрева.

Используя правило Лопиталя, упростим выражение (2.50). Имеем:

После упрощения получим

. (2.51)

Учитывая, что:

это относительная безразмерная температура оболочки порошковой проволоки, то:

где - безразмерная скорость нагрева оболочки порошковой проволоки (критерий Предводителева) на участке подогрева; - безразмерное время нагрева оболочки порошковой проволоки (критерий Фурье) на участке подогрева.

Тогда:

. (2.52)

Нами получена формула для расчета сопротивления участка подогрева оболочки порошковой проволоки по технологическим данным: Lн и безразмерной температуре подогрева:

. (2.53)

Зная Lн и скорость подачи (плавления) проволоки ( можно вычислить ток подогрева Iн из условия равенства тепловой и электрической мощностей.

Мощность, выделенная на участке подогрева оболочкой, равна мощности, поглощенной порошковой проволокой.

Это условие можно записать так:

Подставляя в это уравнение Rн из (2.52), получим:

Откуда можно найти скорость подачи проволоки:

(2.54)

или плотность тока подогрева:

. (2.55)

Можно сделать также расчет параметров подогрева и источника подогрева по заданным величинам: (, Tоб=Tн, неравномерности нагрева сердечника и оболочки проволоки m, физическим свойствам порошковой проволоки (с0, сс, Кс, (, (0, (0).

Этап 1. По формуле (2.53) вычислить Qн, а также величины:

где сп - приведенная теплоемкость порошковой проволоки;

М - характеристика теплопроводности сердечника порошковой проволоки.

Этап 2. Задаваясь начальным значением Lн, определить jн, а затем рассчитать .

Этап 3. По заданной температуре Qн, рассчитанному коэффициенту А и полученному Pdн определить необходимое время нагрева:

;

скачать бесплатно Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой

Содержание дипломной работы