Нагрев и охлаждение тел

Легко заметить, что если в абсолютных координатах нагрев и охлаждение тела изображаются двумя кривыми, то в безразмерных координатах оба процесса изображаются одной и той же кривой, [c.102]

Нагрев и охлаждение тела с одинаковой по объему температурой [c.155]

Легко заметить, что если в абсолютных координатах нагрев и охлаждение тела изображаются двумя кривыми, то в безразмерных координатах оба процесса изображаются одной и той же кривой, так как при прочих равных условиях вели-db [c.116]

Во всех предыдущих главах мы имели дело со стационарными системами, т. е. с такими, в которых ни искомые переменные, ни граничные условия не изменялись со временем. Однако очень многие практически важные задачи в действительности включают переходные (или нестационарные) явления, простейшими из которых являются многочисленные процессы, описываемые линейным уравнением диффузии . Помимо классической диффузии газов и жидкостей наибольший интерес для инженера-исследова-теля могут представлять такие процессы, как нагрев и охлаждение тел, консолидация материалов типа грунтов под нагрузкой, а также электрические и гидравлические диффузионные явления. [c.245]

Один из основных вопросов, рассматриваемых в теории тепловых процессов при сварке, — определение условий, при которых достигаются необходимый нагрев изделия и его сваривание. Однако этим не исчерпывается назначение теории. Нагрев и охлаждение вызывают разнообразные физические и химические процессы в материале изделия — плавление, кристаллизацию, структурные превращения, объемные изменения, появление напряжений и пластических деформаций. Эти процессы приводят к глубоким изменениям свойств и состояния материала и влияют на качество всей конструкции в целом. Чтобы определить характер протекания указанных процессов, необходимо знать распределение температур в теле и изменение его во времени в каждом отдельном случае. Это второй основной вопрос, рассматриваемый в теории тепловых процессов при сварке. [c.139]

Приготовленные таким способом образцы помещались в рабочую часть оптической печи [4], позволяющей осуществлять быстрый внешний нагрев и охлаждение в воздушной среде. После того как образцы приобретали рабочую температуру, к ним подвешивался груз, снимались показания длины и одновременно отсекался световой поток, нагревающий образец. С этого момента проводилось термоциклирование образцов. В результате минутного охлаждения и последующего минутного нагревания устанавливалась форма термоцикла, близкая к трапецоидальной, с выдержкой при экстремальных температурах —7 с. Скорости охлаждения составляли 15° С/с. Образцы исследовались при двух режимах температур 1250-> 500° С и 1400-> 600° С. При построении графиков использовались данные, полученные усреднением 3—5 измерений при каждой смене нагрузки. Разброс не превышал 12 /q от найденного среднего. Ползучесть молибдена, наблюдаемая при температуре 1250 - 500° С, в основном описывается линейной зависимостью. Повышение температуры испытания до 1400 -> 600° С не меняет характера зависимости Некоторое отклонение от линейности для обоих интервалов, температур, наблюдаемое на первых термоциклах, обусловлено сжатием толстым покрытием (примерно 20% от сечения образца) молибденовой основы. При этом между ними возникают зна-и тель-ные остаточные напряжения [5]. [c.205]

Источником теплообразования является работа упругопластической деформации удара. Охлаждение связано с конвективным теплообменом и потерями теплоты, которая уходит в объемы соударяющихся тел благодаря их теплопроводности. Некоторая часть теплоты отдается радиацией. С уменьшением энергии и скорости удара длительность всего теплового процесса (нагрев и охлаждение) увеличивается. Осциллограмма в этом случае [c.134]

Изломы термической усталости являются результатом действия переменных напряжений, возникающих при температурных изменениях тела. Нагрев и охлаждение детали вызывают обычно неравномерную деформацию, что приводит к возникновению напряжений. Переменное действие температуры, вызвавшее разрушение, может быть весьма ограниченным, до одного цикла такое воздействие называют термическим ударом. Закалочные трещины с некоторой условностью могут быть отнесены к трещинам, возникающим вследствие термического удара [56]. [c.160]

В реальных условиях эксплуатации машин материалы большинства деталей не подвергаются непрерывному увлажнению. Периодические изменения влажности воздуха вызывают изменения свойств материала. В органических материалах при этом наблюдаются остаточные изменения вследствие того, что скорость поглощения влаги материалом больше скорости потери влаги при прочих равных условиях. В конечном итоге после серии периодических увлажнений и высыханий можно ожидать необратимых изменений в свойствах материалов. Всякое изменение температуры сопровождается изменением геометрических размеров детали, что следует учитывать при проектировании и производстве машин. Отклонения в размерах твердых тел часто сопровождаются структурными изменениями, которые зависят от технологического процесса, принятого при изготовлении материала. В материале могут продолжаться физико-химические процессы или оставаться внутренние напряжения. Нагрев и охлаждение материала в определенных пределах температуры могут значительно снизить внутренние напряжения. [c.135]

Для энергетики большое значение имеют задачи, в которых рассматривается нагрев или охлаждение тел с внутренними источниками тепла. Такие условия имеют место, например, при прохождении тока по проводам и распределительным устройствам, при выделении тепла в топливных элементах ядерных реакторов и т. п. [c.131]

Плавление и твердение сопровождаются, соответственно, поглощением или вьщелением определенной теплоты плавления Q . Теплота плавления равна теплоте твердения. Температура тела в процессе плавления или твердения не меняется, так как теплота процесса идет не на нагрев или охлаждение тела, а на разрыв или образование межатомных связей, т.е. разрущение или создание дальнего порядка. [c.26]

Таким образом, принцип Стирлинга — это попеременный нагрев и охлаждение заключенного в изолированном пространстве рабочего тела. Чтобы наглядно представить, как этот простой принцип реализуется на практике, рассмотрим сначала элементарную систему поршень — цилиндр, в которой рабочее тело изолировано от внешней среды жестким поршнем, механически соединенным с кривошипом (рис. 1.4). [c.21]

Это уравнение дает распределение температуры во всех точках тела, когда она не изменяется во времени. Такому температурному полю соответствует, например, распределение температуры в стенках нагревательной печи при достаточно продолжительной ее работе, когда разогрев стенок от теплоты продуктов горения компенсируется теплоотдачей в окружающее пространство. Поскольку в этой книге описывается технологический нагрев и охлаждение при обработке давлением, т. е. речь идет [c.21]

Наплавка валика на по-верхность дуговой сваркой Массивное тело Точечный подвижный источник тепла на поверхности полубесконечного тела Нагрев и охлаждение [c.194]

НАГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИ ТОНКИХ ТЕЛ КОНВЕКТИВНЫМ ПОТОКОМ ТЕПЛА [c.57]

Оригинальным непрерывным процессом является также разработанная и осуществленная впервые в СССР прокатка круглых профилей переменного сечения на трехвалковых станах. Этот процесс используется для производства ступенчатых осей, валов и других тел вращения переменного диаметра по длине. Станы для прокатки круглых профилей по своему назначению аналогичны токарным станкам, обрабатывающим наружную поверхность детали, но без снятия стружки (рис. 3). Заготовки периодического проката используются как при штамповке, так и при окончательной обработке резанием. Трехвалковые станы созданы нескольких типоразмеров, 10 из них успешно эксплуатируются при прокатке круговых периодических профилей диаметром от 10 до 140 мм. В связи с непрерывностью процесса может быть полностью осуществлена автоматизация работы станов, включая подачу исходного материала, его нагрев, прокатку, резку на мерные длины, охлаждение готового проката, укладку и упаковку. [c.161]

Физическое объяснение описанного явления очень простое. Действительно, при синхронных и синфазных колебаниях температуры внешней среды и теплообмена в первую половину цикла вследствие одновременного повышения температуры среды и теплообмена тело получает значительный нагрев, который не компенсируется охлаждением во вторую половину цикла при пониженном теплообмене. В результате этого средний уровень температуры тела оказывается выше среднего уровня температуры среды. Наоборот, если колебания температуры среды и коэффициента теплообмена находятся в противофазе (ф = 7г), то в первую половину цикла тело получает недостаточный нагрев, а во вторую — чрезмерное охлаждение. В результате, как это вытекает из формулы (16), должно иметь место занижение температуры тела по отношению к температуре среды (член М отрицателен). [c.246]

Помимо внешних нагрузок конструкция может также испытывать тепловое воздействие (нагрев или охлаждение), вызывающее напряжения и деформации в ее элементах. Методы расчета конструкций на действие температуры рассматриваются в специальном разделе механики деформируемого твердого тела. [c.17]

Нагрев стали и чугуна под заливку и термическую обработку, а также нагрев стали для обработки давлением производят с учетом так называемых особых температур или критических точек этих сплавов. Критические точки свойственны не только стали и чугуну — они имеются у всех сплавов, а также у ряда веществ. Всем, например, известно, что вода, если ее охлаждать, при 0°С превращается в твердое тело — лед, а если нагревать лед, то он при той же температуре (О °С) превратится в жидкость. При 100 °С и нормальном атмосферном давлении вода закипает и начинает бурно превращаться в пар. Температуры О и 100 °С для воды являются критическими точками. Таким образом, критическими точками называются те вполне определенные температуры, при которых в процессе нагрева или охлаждения начинает (заканчивает) резко, скачкообразно изменяться состояние (твердое или жидкое) и свойства сплава (или какого-нибудь вещества). У сталей и чугунов в процессе нагрева и охлаждения наблюдается несколько критических точек. В качестве примера рассмотрим критические температуры стали, содержащей 0,2 % углерода (сплав I рис. 9.3). [c.179]

Возможность расчета стационарных периодических процессов полезна для многих приложений, таких как теплопроводность в стенках двигателей внутреннего сгорания, суточный нагрев или охлаждение здания и теплоперенос в регенераторах. Интересные физические результаты могут быть получены из анализа периодического поведения поля температуры. Легко обнаружить что периодическое изменение температуры на границе вызывает температурные волны вдоль пространственной координаты в теле. При движении вдоль этой координаты амплитуда этих волн экспоненциально уменьшается. [c.166]

При выводе формулы (12.32) молчаливо предполагалось, что сжатие и растяжение участков среды происходит изотермически. Для твердых тел ввиду их большой теплопроводности такое предположение вполне оправдано. Газы обладают гораздо худшей теплопроводностью, и поэтому участки сжатия (где происходит нагре ) и участки разряжения (охлаждение) не успевают обменяться теплом, что приводит к увеличению упругости газа. Правильнее полагать, что сжатие и разряжение газа происходит адиабатически, т. е. без обмена теплом. Найдем значение Е по формуле (12.33) при адиабатическом сжатии газа. Запишем сначала (12.33) так [c.391]

Металлы как кристаллические вещества при данных температуре и давлении характеризуются строго определенным пространственным расположением атомов, т. е. металл в твердом состоянии при данной температуре имеет энергетически устойчивое кристаллическое строение с минимумом свободной энергии, которой обладает атом или комбинация атомов. Нагрев или охлаждение вносят в состояние атомов энергетические изменения, а это может привести к перестройке в их взаимном расположении с минимумом свободной энергии. Следовательно, изменение температуры приводит к изменению свободной энергии. Однако до определенных температур нагрева металл остается кристаллическим телом. Повышение температуры приведет к дальнейшему изменению энергетического состояния атомов, близкому к энергетическому состоянию жидкости. При увеличении нагрева цельность металлической решетки нарушается, а в отдельных участках могут сохраняться отдельные группировки относительно закономерно построенных атомов. В силу энергетических условий они не могут быть устойчивыми, поэтому происходит их систематическое разрушение и образование. Эти группировки атомов в процессе кристаллизации становятся центрами кристаллизации. Чем меньше этих центров, тем из более крупных кристаллов будет состоять металл при переходе из жидкого состояния в твердое. Следовательно, условия плавления металла оказывают влияние на процесс кристаллизации и соответственно на свойства металла сварного шва. Однако из-за большого перегрева металла в сварочной ванне к моменту кристаллизации останется очень мало указанных центров кристаллизации или они вообще будут отсутствовать. Поэтому в сварочную ваину необходимо вводить искусственные центры кристаллизации, природа и количество которых зависят от условий сварки и используемых сварочных материалов, состава основного и присадочного металлов. [c.5]

Со времени классических опытов Джоуля по определению механического эквивалента тепла известно, что при быстром нагружении или мгновенной разгрузке упругого тела его темпера тура обратимым образом меняется на небольшую величину, Джоуль обнаружил, что упругий металлический стержень немного охлаждается, если приложить к нему растягивающую нагрузку, и нагревается, если его быстро разгрузить подобно этому, короткий металлический столбик слегка нагреется, если к нему мгновенно приложить сжимающие напряжения, и охладится, если его быстро разгрузить ). Однако при испытании вулканизированного каучука, когда к стержню, изготовленному из этого материала, подвешивался, а затем снимался груз, Джоуль наблюдал соответственно нагревание и охлаждение ). Кроме того, он нашел, что температура спиральной пружины из закаленной стали слегка уменьшается при нагружении в осевом направлении и обратимо увеличивается при быстрой раЗ грузке. Следовательно, касательные напряжения в предварительно закрученной упругой металлической проволоке вызывают охлаждение при дальнейшем быстром закручивании и нагрев при раскручивании ). [c.16]

При сварке основной металл нагревается в зоне плавления до температуры более высокой, чем температура металла, окружающего сварочную ванну и удаленного от нее. Неравномерный нагрев металла, вызванный.сваркой, приводит к появлению сжимающих сил в зоне металла, прилегающей ко шву, и растягивающих сил вдали от сварного шва. В результате происходит коробление сварного соединения. Кроме того, затвердевание и охлаждение металла шва приводят к его усадке и деформации свариваемого изделия. Структурные напряжения связаны с изменением размеров кристаллов и их взаимного расположения и сопровождаются изменением объема тела, вызывающим внутренние напряжения. Внутренние силы, возникающие в металле при сварке, могут быть достаточными, чтобы привести к образованию трещин в швах или рядо.м с ними. [c.116]

Достижения современной науки и техники обеспечили переход авиации к большим сверхзвуковым скоростям полета. Нагрев поверхностей летательных аппаратов зависит не только от высоты и скорости полета, но и от теплоемкости и теплопроводности материалов, из которых они изготовлены, времени, в течение которого осуществляется передача тепла от воздуха к обтекаемым поверхностям, и других факторов. Распределение температур по поверхности летательного аппарата зависит от ее очертания, от условий обтекания и от времени полета. Нагрев тел, омываемых воздухом, движущимся с большой сверхзвуковой скоростью (на малых высотах), происходит довольно быстро. Наиболее высокая температура образуется в критических точках, т. е. в местах торможения потока до относительной скорости воздуха, равной нулю. Таким образом, аэродинамический нагрев теплоизолированных стенок летательных аппаратов в различных местах поверхности может быть различным и зависит от местных скоростей, определяющих нагрев летательного аппарата. Это ограничение скорости связано с так называемым тепловым барьером . Уменьшение тепловых напряжений конструкции может быть достигнуто путем совместного применения на внешней поверхности летательного аппарата тепловой изоляции и охлаждения. [c.394]

XVIII век был веком идеалистических представлений о природе изучение ее велось чисто метафизическими методами без учета взаимосвязанности и обусловленности явлений, без ясности представления о сущности материи. Явления природы объяснялись не движением материн, а перетеканием в ней особых невесомых жидкостей нагрев и охлаждение тел объяснялись перетеканием теплорода, а горение — перетеканием флогистона, электрические явления — перетеканием особой электрической жидкости и т. п. Попытки материалистического объяснения явлений природы существовали и раньше лучшие умы еще в Древней Греции утверждали, что все в природе состоит из атомов. В XVII веке Бэкон высказал предположение о том, что теплота вызывается движением атомов. Гениальный ученый-материалист М. В. Ломоносов в 1740—1750 гг. дал понятие [c.6]

Нагрев и охлаждение металлов вызывают изменение линейных размеров тела и его объема. Эта зависимость выражается через функцию свободных объемных изменений а, вызванных термическим воздействием и структурными или фазовыми превращениями. Часто эту величину а называют коэффициентом линейного расширения. Значения коэффициентов а в условиях сварки следует определять дилатометрическим измерением. При этом на образце воспроизводят сварочный термический цикл и измеряют свободную температурную деформацию ёсв на незакрепленном образце. Текущее значение коэффициента а представляют как тангенс угла наклона касательной к дилатометрической кривой дг в/дТ. В тех случаях, когда полученная зависимость Вс Т) значительно отклоняется от прямолинейного закона, в расчет можно вводить среднее значение коэффициента ср = tg0 p, определяемое углом наклона прямой линии (рис. 11.6, кривая /). Если мгновенные значения а = дгс /дТ на стадиях нагрева и охлаждения существенно изменяются при изменении температуры, то целесообразно вводить в расчеты сварочных деформаций и напряжений переменные значения а, задавая функции а = а(Т) как для стадии нагрева, так и для стадии охлаждения. 4В [c.413]

Пойдет ли холод в штамповщики О том, что тело при нагревании расширяется, известно всем. Естественно, что это замечательное явление природы не преминули использовать технологи при изготовлении деталей н сборке изделий. Так, например, был создан оригинальный термический пресс, способный развивать усилие более миллиона тонн. Отличительной чертой этой мощной машины является простота ее конструкции. В ней даже двигатель отсутствует. ЛАасснвное кольцо-контейнер, опоясывающий оправку-форму, расширяется в результате нагрева посреством электрического тока и вследствие этого производит штамповку помещенных в нем заготовок. Можно привести ряд других примеров использования в машиностроении эффекта расширения тела при повышении его температуры. А нельзя ли для выполнения штамповочных работ применить не нагрев, а охлаждение тела Ваше мнение [c.78]

В терминах линейной механики разрушения (при условии, что пластическая зона впереди трещины мала по сравнению с длиной трещины и размерами разрушаемого тела) циклический рост трещины можно скоррелировать с ее длиной, приложенной нагрузкой и геометрией тела, воспользовавшись для этого коэффициентом интенсивности напряжений LK. С практической точки зрения такой подход к режиму роста трещины наиболее интересен применительно к высокопрочным суперсплавам, поскольку их циклическая пластичность невелика. Другое дело конструкции из суперсплавов с твердорастворным упрочнением позднее мы обратимся к ним, чтобы вкратце рассмотреть особенности роста трещины в зоне пластической деформации, быстрый поверхностный нагрев и охлаждение, а также увеличенные масштабы текучести этих сплавов. [c.361]

Изменение геометрических размеров тел при теплосме-нах называют ростом . Для количественной оценки этих изменений за один цикл — нагрев и охлаждение — пользуются понятием о коэффициенте роста. Во многих случаях знак коэффициента роста зависит от того, какие изменения размеров тела он характеризует. Существуют, однако, случаи, когда увеличиваются все размеры тела, что обусловлено развитием пор и трещин. В этом отношении рост имеет много сходного с явлением механической усталости [c.3]

Нагрев и охлаждение загрузки — характерные примеры нестационарного теплового процесса, обусловленного изменением теплосодержания тела. Если какое-либо тело вносится в среду с более высокой температурой, то между средой и телом немедленно возникает теплообмен, в результате которого тело начинает нагреваться. Вначале нагреваются поверхностные слои, а затем процесс нагрева распространяется в глубь тела. По истечении некоторого времени (теоретически бесконечно большого) температура по всему объему тела выравнй-104 [c.104]

С/с) и охлаждения при высоком контактном давлении вносят изменения в кинетику превращений, на- блюдаемых при ударе. Известно, что однократный высокоскоростной нагрев смещает критические точки в -область высоких температур, а давление снижает температуру критической точки. Например, Аустен, охлаждая сталь с содержанием 0,9% С под давлением 470 МПа, установил, что температура критической точки соответствует 560° С, а под давлением 0,1 МПа <690° С. Бриджмен обнаружил, что в твердом теле, подвергнутом всестороннему давлению, возможно появление новых, не наблюдавшихся ранее модификаций. Исследования Ф. П. Ганди показали, что при давлении 107 МПа a- Y-превращения в металлах реализуются при нормальной температуре. Структурные и фазовые превращения в металлах могут также произойти, если их подвергнуть воздействию ударных волн (взрыву). [c.21]

С Другймй, рассмо1реннЫми ранее. Таким образом, остается в стороне теория эффекта Пельтье, излагаемая обычно в специальной литературе по физике твердого тела [10, 24, 25, 62]. Этот метод пока трудно применить к совместному и одновременному получению тепла и холода, однако ввиду чрезвычайной простоты перевода термоэлектрической холодильной установки в теплопа-сосную он, бесспорно, перспективен в тех случаях, когда получение холода и тепла требуется попеременно. Такого рода переменный во времени нагрев либо охлаждение широко применяется в технике бытового и промышленного кондиционирования воздуха, в различных термостатах для узлов электронной аппаратуры и т. д. [c.190]

Газовые турбины для привода насосов - малогабаритные с осевым или радиальным направлением рабочего тела, в качестве которого используются продукты сгорания основных компонентов топлива в ЖГГ. Возможно использование специальных, однокомпонентных топлив, отбора газа из камеры сгорания, нагрев отдельно рабочего тела турбины в тракте охлаждения камеры двигателя и др. Для привода насосов в двигателях без дожигания применяются активные турбины, в двигателях с дожиганием -одноступенчатые реактивные. Повьииение угловой скорости ротора насосного агрегата ограничивается в основном антикавитационными характеристиками насосов, реже работоспособностью уплотнительной системы и опор ротора. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...