Abschrecken und Sieden

Überblick

Quelle: Alexander S Rattner, Sanjay Adhikari und Mahdi Nabil; Abteilung für mechanische und Nuclear Engineering, der Pennsylvania State University, University Park, PA

Regulierbare Heizung, gefolgt durch rasches Abkühlen ist ein wichtiges Element vieler Materialien, die Bearbeitung von Anträgen. Dieses Verfahren der Wärmebehandlung kann Materialhärte, erhöhen, die für Schneidwerkzeuge oder Oberflächen in hohem Verschleiß Umgebungen wichtig ist. Die rasche Abkühlung Bühne heißt abschreckenund erfolgt häufig durch Eintauchen der Materialien in einem flüssigen Bad (oft Wasser oder Öl). Wärmeübergang abschrecken kann auftreten, wegen erzwungener Konvektion - wenn die Aktion von sich schnell bewegenden Material durch Kühlmittel die Wärme-Transfer-Prozess fährt und freier Konvektion - wenn die reduzierte Dichte der heißen Flüssigkeit in der Nähe von der Materialoberfläche verursacht auftriebsbedingte Zirkulation und Wärmeübertragung. An den Hochtemperaturen Material kann das Kühlmittel kochen, führt zu erhöhten Wärmewirkungsgrad Transfer. Jedoch bei extrem heiße Materialien abgeschreckt sind, können sie in relativ geringe Wärmeleitfähigkeit Kühlmittel Dampf führt zu schlechten Wärmeübertragung bedeckt.

In diesem Experiment wird abschrecken Wärmeübertragung für einen beheizten Kupfer Zylinder gemessen repräsentativ für wärmebehandelte Kleinteile. Die transiente Musterprofil Temperatur wird während abschrecken gemessen und verglichen mit theoretischen Ergebnisse kostenlos Konvektionswärmeübertragung. Sieden Phänomene werden auch qualitativ untersucht.

Verfahren

Hinweis: Dieses Experiment verwendet Flamme erhitzen. Stellen Sie sicher, dass ein Feuerlöscher griffbereit ist und dass keine brennbaren Materialien in der Nähe des Experiments sind. Befolgen Sie alle üblichen Vorsichtsmaßnahmen für den Brandschutz.

1. Herstellung der Probe zum abschrecken (siehe Foto, Abb. 1)

  1. Schneiden Sie eine kleine Länge (~ 24 mm) 9,53 mm Durchmesser Kupfer Stange. Bohren Sie zwei kleine Löcher (Durchmesser 1,6 mm) über auf halbem Weg in den Stab in der Nähe der

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Ergebnisse

Fotos von kochendem bei unterschiedlichen Eingangsmuster Temperaturen (Ts, 0) sind in Abb. 2 dargestellt. Bei T-s, 0 = 150 ° C Dampf Bläschen Form und Aufenthalt zum Beispiel angebracht. Bei T-s, 0 = 175 ° C Luftblasen lösen und ins Wasser zu schweben. Bei 200° C mehr Bläschen entstehen, und weitere Anstiege bei höheren Temperaturen. Kochende Art Krisensituationen (z.B. ganze Probe durch anhaltende Dampf umgeben) ...

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Anwendung und Zusammenfassung

Dieses Experiment zeigt den Prozess der transienten Wärmeübertragung während abschrecken. Die Temperatur einer Materialprobe wurde verfolgt, da es schnell in einem Wasserbad gekühlt wurde. Die Konvektion Koeffizienten und Temperaturprofile im Laufe der Zeit wurden mit theoretischen Werte für freie Konvektionskühlung verglichen. Kochende Phänomene wurden auch diskutiert und für hohe Erstmuster Temperaturen beobachtet. Informationen aus solchen Experimenten und nachgewiesene Modellierungsansätze kann angewendet we...

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Tags
QuenchingBoilingHeat TreatmentMaterial PropertiesHardnessDuctilityAnnealingCoolingThermal ConductivityFluid BathFree ConvectionForced ConvectionBubble FormationBoiling EnhancementBoiling CrisisHeat Transfer Rate

pringen zu...

0:06

Overview

1:03

Principles of Quenching

3:41

Preparatory Steps

5:32

Conducting the Experiment

6:38

Data Analysis

9:32

Applications

10:25

Summary

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