Enfriamiento y ebullición

Visión general

Fuente: Alexander S Rattner, Sanjay Adhikari y Mahdi Nabil; Departamento de ingeniería mecánica y Nuclear, la Universidad Estatal de Pensilvania, University Park, PA

Calentamiento controlado, seguido de un enfriamiento rápido es un elemento importante de muchos materiales de tramitación de las solicitudes. Este procedimiento para la elaboración térmica puede aumentar la dureza del material, que es importante para herramientas de corte o superficies en ambientes de alto desgaste. La etapa de enfriamiento rápida se llama Templey a menudo se realiza sumergiendo los materiales en un baño líquido (a menudo agua o aceite). Amortiguamiento del traspaso térmico puede ocurrir debido a la convección forzada - cuando la acción de mover rápidamente material a través del refrigerante conduce el proceso de transferencia de calor y debido a la convección libre - cuando la causa de la reducida densidad del fluido caliente cerca de la superficie del material basada en la flotabilidad de la circulación y transferencia de calor. A altas temperaturas materiales, puede hervir el refrigerante, hacia la efectividad de transferencia de calor mayor. Sin embargo, cuando se apaga materiales extremadamente calientes, puede cubiertos de vapor de refrigerante relativamente baja conductividad térmica, conduce a la transferencia de calor pobre.

En este experimento, se medirá del traspaso térmico que apaga por un cilindro de cobre calentado, que es representante de pequeñas piezas con tratamiento térmico. El perfil de temperatura de la muestra transitoria se medirán durante el templado y en comparación con los resultados teóricos gratis transferencia de calor por convección. Fenómenos de ebullición también se investigarán cualitativamente.

Procedimiento

Nota: Este experimento utiliza la llama de calefacción. Asegúrese de que un extintor es en mano y que no hay materiales inflamables cerca del experimento. Siga todas las precauciones estándar para seguridad contra incendios.

1. fabricación de muestra de Temple (ver fotografía, Fig. 1)

  1. Cortar una longitud pequeña (~ 24 mm) de 9,53 mm Varilla de cobre de diámetro. Perfore dos agujeros pequeños (1,6 mm de diámetro) sobre a medio camino la barra cerca de los dos extremos. Estos agujeros

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Resultados

Fotografías de ebullición a temperaturas diferentes de la muestra inicial (Ts, 0) se presentan en la figura 2. A Ts, 0 = forma de burbujas de vapor de 150 ° C y permanecer unido a la muestra. A Ts, 0 = 175 ° C burbujas separar y flotan en el agua. A 200° C, se generan más burbujas y más aumentos se observan en temperaturas más altas. Punto de ebullición eventos de tipo crisis (p. ej., estar rodeado de vapor pers...

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Aplicación y resumen

Este experimento demostró el proceso de transferencia de calor transitoria durante el templado. La temperatura de una muestra de material fue localizada como rápidamente se enfrió en un baño de agua. Los coeficientes de convección y perfiles de temperatura con el tiempo se compararon con los valores teóricos para enfriamiento por convección libre. Fenómenos de ebullición también discutidos y observados para las temperaturas de la muestra inicial alta. Información de tales experimentos y modelado demostraron en...

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

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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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