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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 如何計算冷卻速度 [打印本頁]

作者: 天若有情 時間: 2016-6-21 08:14
標(biāo)題: 如何計算冷卻速度
我們有一個零件通過熱處理以后進(jìn)行空冷處理，零件尺寸很小一塊鋼板（45#）尺寸600*600，冷卻采用風(fēng)機(jī)吹入風(fēng)盒,，風(fēng)盒一面打孔,，開孔為3mm孔間距20mm，吹風(fēng)口風(fēng)壓約8000par,，,，吹風(fēng)面距離零件表面30mm左右,，基本上散熱都全部排向大氣,，零件加熱后的溫度為450℃左右,，吹風(fēng)冷卻；現(xiàn)在由于庫房有一風(fēng)機(jī)風(fēng)壓達(dá)不到8000par只有4500par,，但是風(fēng)量很大,，不知道如果將3mm孔擴(kuò)大增加出風(fēng)量是否能夠達(dá)到上述高壓的冷卻效果.如何計算出零件的冷卻速度啊，是不是冷卻速度和單位時間吹在零件表面的風(fēng)量有關(guān)啊,，吹在零件表面的風(fēng)量是不是根據(jù)風(fēng)壓算出風(fēng)速,，風(fēng)速乘以打孔面積就是風(fēng)量嗎？是否可以這樣計算

作者: 天若有情 時間: 2016-6-21 08:15

在線等超級高手出現(xiàn)

作者: 天若有情 時間: 2016-6-21 08:35
就想問一下同條件下的冷卻速度是否和吹在零件上的流量有關(guān)啊,，高壓打孔少但流速搞,，低壓打孔多但流速低是否從中單位時間上吹在零件流量相同就等同于冷卻速度相同。

作者: 李簡 時間: 2016-6-21 08:56
大學(xué)物理第二冊

作者: 廣州粵研鐘彥華 時間: 2016-6-21 10:40
工件風(fēng)冷設(shè)計計算

工件材料：鋁合金
工件重量：m=20kg
工件表面積:A=0.1*6=0.6m2

溫度下降值：ΔT=2℃
溫度下降時間:t=20秒

換熱系數(shù)：
無風(fēng)：K=8W/m2.k
自然風(fēng):K=15 W/m2.k
風(fēng)扇風(fēng)：K=23 W/m2.k

鋁比熱：C=0.2kcal/kg.k

工件熱能：W=CmΔT=0.2*20*2=8kcal=8*4.2kJ=33.6kJ
工件熱功率：P=W/t=33.6/20=1.68kW=1680W

工件冷卻所需溫差：
ΔT’=P/K=1680/8/0.6=350K(無風(fēng))
ΔT’=P/K=1680/15/0.6=187K(工件6面自然風(fēng))
ΔT’=P/K=1680/23/0.6=122K(工件6面風(fēng)扇風(fēng))

結(jié)論:
冷卻時間短,，需要超大的溫差,，無解。
應(yīng)加大冷卻時間,，如2分鐘,，則所需溫差下降6倍，ΔT=20K(工件6面風(fēng)扇風(fēng)),，有解,。

作者: 天若有情 時間: 2016-6-21 11:47

廣州粵研鐘彥華發(fā)表于 2016-6-21 10:40+ b; ^# k+ S' s1 Q! Z
工件風(fēng)冷設(shè)計計算5 G! E9 d, b. ?4 N- a" o# R5 ]& S

& g* f( X) \& r$ m) j( q2 W工件材料：鋁合金

高手，我說的是都是同條件下的冷卻速度是否相同,。你這樣已經(jīng)計算出了風(fēng)冷的冷卻速度了,。是否可以這樣算：直接算出單位時間吹在零件表面的流量相同就可以了是嗎

作者: loplop 時間: 2016-6-21 12:35
除塵器的濾紙的阻力也只2000Pa而已，你覺得有必要用8000Pa么,？

作者: 天若有情 時間: 2016-6-22 08:17

loplop 發(fā)表于 2016-6-21 12:35
) M- X8 e5 N# j3 I9 ]% X除塵器的濾紙的阻力也只2000Pa而已,，你覺得有必要用8000Pa么？

產(chǎn)品需要 ,，實驗最低8000par

作者: 設(shè)計院小白 時間: 2016-6-23 00:07
個人認(rèn)為這是一個對流換熱問題,，包含熱傳導(dǎo)和熱對流（不考慮熱輻射），空氣溫度和流速都對冷卻速度有影響,。要精確計算必須知道流動空氣的溫度分布,，零件表面溫度梯度等，基本上沒有解析解,，只能數(shù)值求解,。
鐘大俠的計算方式應(yīng)該是直接采用了牛頓冷卻定律，這里的關(guān)鍵就是換熱系數(shù)k的選取了,。也想請教下鐘大俠,，那幾個k值是如何確定的,？是經(jīng)驗數(shù)據(jù)嗎？或者以前實驗測定的,？

作者: 設(shè)計院小白 時間: 2016-6-23 00:20
這是一個對流換熱問題,，包含傳導(dǎo)和對流（不考慮輻射）。如果要精確計算的話,，要知道流動空氣溫度分布和金屬表面的溫度梯度,，基本沒有解析解，只能數(shù)值求解,。鐘大俠應(yīng)該是直接用的牛頓冷卻公式,，這個的關(guān)鍵就是換熱系數(shù)的選取了。也想請教下鐘大俠,，這幾個k值是如何選取的,？是經(jīng)驗數(shù)據(jù)嗎？或者做過相關(guān)實驗得到的,？

作者: 天若有情 時間: 2016-6-23 10:09

設(shè)計院小白發(fā)表于 2016-6-23 00:20
, c+ b* v; a: K. F這是一個對流換熱問題,，包含傳導(dǎo)和對流（不考慮輻射）。如果要精確計算的話,，要知道流動空氣溫度分布和金屬 ...

現(xiàn)在沒有辦法計算出換熱系數(shù),，那只有假定零件和外部溫度變化等情況都是一定的不變的，現(xiàn)在可變的就是風(fēng)壓和吹在零件表面的面積是可變的,。那這樣是不是就是可以用單位時間上吹在零件上的流量來衡量兩者的冷卻速度是否相同,。再不行就只好多做實驗進(jìn)行對比一下，驗證一下是否正確,。

作者: 設(shè)計院小白 時間: 2016-6-23 12:21

天若有情發(fā)表于 2016-6-23 10:09
: w; G$ I1 \; ?- d2 f( b, U現(xiàn)在沒有辦法計算出換熱系數(shù),，那只有假定零件和外部溫度變化等情況都是一定的不變的，現(xiàn)在可變的就是風(fēng)壓 ...

現(xiàn)在的問題時很難定量計算,，只是定性分析的話，風(fēng)速越快,，接觸面積越大,，冷卻速度越快，但只知道這個意義不是很大,。用牛頓冷卻定律實際上也沒有簡化問題,，只是把問題都?xì)w結(jié)到換熱系數(shù)的取值上去了。而換熱系數(shù)通常取一個經(jīng)驗數(shù)值,，但實際是一個函數(shù),。這種問題實驗是最可靠的方法。

作者: 流氓兔1717 時間: 2016-6-27 16:41
圍觀

作者: justan 時間: 2019-5-9 18:00

廣州粵研鐘彥華發(fā)表于 2016-6-21 10:40" l: l+ X! f8 A* R0 }( Y
工件風(fēng)冷設(shè)計計算$ P8 ^$ P$ e0 a. i4 p$ o) p

* v* z6 F1 \ g# i工件材料：鋁合金

有用處,，但下載不起,。

作者: junshi1010 時間: 2020-11-9 14:01
非常感謝,！

作者: junshi1010 時間: 2020-11-9 14:01
非常感謝計算！

作者: 攻城獅_jhjiang 時間: 2020-11-18 10:08
上面的大俠工件冷卻所需溫差是什么意思

作者: 趙挺 時間: 2022-2-17 16:06
多謝分享�,。,。�

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