Объемное расширение жидкости: 31. [1975 .., ..

Содержание

Коэффициент объемного расширения

Жидкость	10^–5 °С^-1
Анилин	85
Раствор NaCl, 26%**	44
Бензин	125
Серная кислота	57
Бензол	124
Сероуглерод	121
Глицерин	53
Скипидар	94
Керосин	100
Спирт амиловый	93
» этиловый	110
» метиловый	122
м-Ксилол	101
Масло оливковое	70
» парафиновое	90
Толуол	109
Пентан	159
Уксусная кислота	107
Раствор СаС1₂, 6% **	25
» СаС1₂, 41% **	46
Хлороформ	126
Эфир диэтиловый	163

Источник: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред.

Романкова. Приложение.

Коэффициенты объёмного теплового расширения органических жидкостей, 10-140°С, Анилин, Ацетон, Бензол, Бромбензол, Бутанол, Гексан, Гептан, Дихлорэтан, Изопропанол…

Вещество	Коэффициент объемного теплового расширения (β·10³ , К^-1)								при температуре (°С)
Вещество	10°	20°	30°	40°	50°	60°	70°	80°	90°	100°	110°	120°	130°	140°
Анилин	0,739	0,766	0,794	0,822	0,851	0,880	0,911	0,942	0,973	1,006	1,040	1,074	1,110	1,147
Ацетон	1,288	1,352	1,419	1,488	1,560	1,634	1,713	1,795	1,880	1,970	2,065	2,165	2,271	2,383
Бензол	1,147	1,176	1,206	1,236	1,268	1,301	1,335	1,369	1,406	1,443	1,482	1,522	1,563	1,607
Бромбензол	0,871	0,884	0,898	0,912	0,927	0,942	0,957	0,972	0,988	1,005	1,021	1,038	1,056	1,074
Бутанол	0,865	0,880	0,895	0,910	0,926	0,942	0,959	0,975	0,993	1,011	1,029	1,047	1,067	1,086
Гексан	1,263	1,321	1,381	1,444	1,509	1,576	1,645	1,720	1,797	1,878	1,962	2,051	2,145	2,244
Гептан	1,201	1,237	1,274	1,312	1,351	1,392	1,435	1,478	1,524	1,571	1,621	1,672	1,725	1,781
Дихлорэтан	1,286	1,307	1,328	1,350	1,373	1,396	1,420	1,445	1,471	1,497	—	—	—	—
Изопропанол	1,006	1,028	1,050	1,072	1,096	1,120	1,144	1,170	1,196	1,222	1,250	1,279	1,308	1,338
о-Ксилол	0,925	0,942	0,960	0,978	0,996	1,015	1,035	1,055	1,075	1,096	1,117	1,139	1,162	1,185
п-Ксилол	—	0,996	1,015	1,033	1,052	1,072	1,092	1,113	1,134	1,156	1,178	1,201	1,225	1,250
Метанол	1,169	1,195	1,220	1,243	1,274	1,303	1,381	1,470	1,570	1,678	1,784	1,886	1,973	2,044
Метилацетат	1,101	1,251	1,392	1,525	1,649	1,764	1,870	1,966	2,052	2,127	2,188	2,237	2,270	2,288
Муравьиная к-та	0,962	0,979	0,996	1,014	1,032	1,050	1,069	1,089	1,109	1,130	1,151	1,173	1,195	1,218
Нитробензол	0,817	0,825	0,834	0,842	0,851	0,861	0,870	0,879	0,889	0,899	0,909	0,919	0,930	0,940
Октан	1,137	1,164	1,192	1,220	1,250	1,280	1,312	1,344	1,378	1,413	1,449	1,486	1,525	1,565
Вещество	Коэффициент объемного теплового расширения (β·10³ , К^-1)								при температуре (°С)
Вещество	10	20°	30°	40°	50°	60°	70°	80°	90°	100°	110°	120°	130°	140°
Пропанол	0,891	0,942	0,994	1,048	1,103	1,159	1,218	1,279	1,341	1,406	1,474	1,544	1,618	1,694
Сероуглерод	1,054	1,126	1,201	1,278	1,359	1,442	1,529	1,619	1,714	1,813	1,917	2,026	2,141	—
Тетрахлорметан	1,140	1,174	1,209	1,246	1,283	1,322	1,363	1,404	1,448	1,492	1,539	1,587	1,638	1,690
Толуол	1,003	1,033	1,065	1,097	1,131	1,165	1,201	1,237	1,275	1,314	1,354	1,396	1,439	1,484
Уксусная кислота	—	0,977	1,008	1,040	1,073	1,107	1,142	1,179	1,216	1,254	1,294	1,335	1,378	1,422
Хлорбензол	0,916	0,936	0,957	0,979	1,001	1,024	1,047	1,071	1,095	1,121	1,147	1,173	1,201	1,229
Хлороформ	1,152	1,206	1,261	1,318	1,378	1,439	1,503	1,570	1,639	1,711	1,787	1,866	1,950	2,037
Циклогексан	1,154	1,190	1,228	1,267	1,307	1,349	1,392	1,437	1,483	1,531	1,582	1,634	1,688	—
Этанол	1,059	1,079	1,103	1,133	1,170	1,217	1,275	1,346	1,432	1,534	1,655	1,796	1,959	2,145
Этилацетат	1,265	1,313	1,363	1,414	1,467	1,523	1,581	1,641	1,703	1,769	1,837	1,909	1,984	2,063
Этилбензол	0,986	1,005	1,024	1,044	1,065	1,086	1,108	1,130	1,153	1,177	1,201	1,226	1,252	1,278
Этиловый эфир	1,599	1,634	1,668	1,710	1,772	1,860	1,980	2,136	2,330	2,561	2,826	3,121	3,439	3,773

Источник (в основном): Бобылёв В.

Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ: Справочное пособие /РХТУ им. Д. И. Менделеева. –М., 2003

Температурное объемное расширение жидкости — Энциклопедия по машиностроению XXL

Температурное расширение жидкости. С повышением температуры объем рабочей жидкости увеличивается. Коэффициент температурного объемного расширения жидкости а характеризует относительное изменение объема при повышении температуры на 1°С [c.7]

Коэффициент температурного объемного расширения жидкости (или газа) а характеризует изменение объема жидкости при повышении температуры на 1° С [c.54]

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ (табл. 10.13) [c.251]

Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей ничтожно мал и в практических расчетах не учитывается. [c.10]

Высота цилиндрического вертикального резервуара равна h = Юм, его диаметр D = 3 м- Определить массу мазута (ро = = 920 кг/м ), которую можно налить в резервуар при 15 С, если его температура может подняться до 40 °С. Расширением стенок резервуара пренебречь, температурный коэффициент объемного расширения жидкости р, = 0,0008 °С [c.6]

Температурный коэффициент объемного расширения жидкости (газа) [c.208]

Указанная зависимость характеризуется температурным коэффициентом а объемного расширения жидкости, представляющим собой число, [c.13]

Рнс. 1.3. Зависимость температурного коэффициента объемного расширения жидкости от давления [c.14]

В соотношениях (2-78) — (2-84) а — коэффициент теплоотдачи Хс, Ус Z — координаты точек поверхности теплообмена (стенки) /о — характерный линейный размер /i, /г,. … In — другие линейные размеры поверхности теплообмена wo — скорость жидкости или газа (в трубах и каналах это обычно средняя по сечению скорость или скорость на входе при внешнем обтекании тел — скорость набегающего потока вдали от тела) At — разность между температурой стенки и температурой жидкости (газа) Я — коэффициент теплопроводности а — коэффициент температуропроводности v = [x/p — кинематический коэффициент вязкости Л — динамический коэффициент вязкости р — плотность Ср — теплоемкость 3 — температурный коэффициент объемного расширения жидкости (газа) [c. 158]

Указанная зависимость характеризуется температурным коэффициентом а объемного расширения жидкости, представляюш им собой число, выражаюш,ее относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на 1° С [c.14]

Относительное изменение объема жидкости W при соответствующем изменении температуры характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения жидкости [c.9]

Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей и газов. Элементы [c.126]

Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей и газов. Органические соединения [c.130]

Как следует из уравнения (29), видимое изменение объема жидкости всегда меньше, чем действительное. Однако температурный коэффициент расширения жидкости значительно больше, чем температурный коэффициент расширения стекла. Так, для ртути температурный коэффициент расширения приблизительно в 10 раз больше температурного коэффициента объемного расширения стекла, для спирта и толуола — приблизительно в 50 раз. Температурный коэффициент расширения стекла существенно зависит от сорта стекла, и, следовательно, коэффициенты видимого расширения одной и той же жидкости в резервуарах, изготовленных из различных сортов стекла, различны. Так, средний коэффициент видимого расширения ртути в резервуарах из стекла разного сорта для интервала О—100°С колеблется в интервале 1,6—1,8-10— град т. е. более чем на 10%. [c.56]

Зависимость диэлектрической проницаемости нейтральной жидкости от температуры связана с уменьшением числа молекул в единице объема, т. е. с уменьшением плотности, ае- по абсолютному значению близок к температурному коэффициенту объемного расширения жидкости Чу. Следует помнить, что и чу отличаются знаком. [c.47]

Здесь р — температурный коэффициент объемного расширения жидкости. [c.33]

По абсолютному значению ТКе нейтральной жидкости приближается к величине температурного коэффициента объемного расширения жидкости р. [c.27]

Здесь Т — приращение температуры, р — температурный коэффициент объемного расширения жидкости. [c.176]

В момент времени 1=0 температура шара радиуса Я внезапно изменяется на величину Т. Оценить полную энергию звуковых волн, излученных шаром. Известны температуропроводность с жидкости, в которой находится шар, ее плотность р и температурный коэффициент объемного расширения жидкости р. [c.201]

Если распределение плотности обусловлено неоднородным прогревом среды, то подъемную силу с температурными условиями процесса можно связать с помощью уравнения (14.8), по которому Ар/р = рАГ (где р — коэффициент объемного расширения жидкости). В этом случае критерий Аг приводится к выражению [c.241]

Температурный коэффициент объемного расширения капельных жидкостей значительно меньше, чем газов. В небольшом диапазоне изменения температур, а значит, и удельных объемов производную в уравнении (9. 7) можно заменить отношением конечных разностей параметров холодной (с индексом ж ) и прогретой (без индексов) жидкости [c.78]

Коэффициент теплоотдачи а зависит от физических свойств жидкости и характера ее движения. Различают естественное и вынужденное движение (конвекцию) жидкости. Вынужденное движение создается внешним источником (насосом, вентилятором, ветром). Естественная конвекция возникает за счет теплового расширения жидкости, нагретой около теплоотдающей поверхности (рис. 9.1) в самом процессе теплообмена. Она будет тем сильнее, чем больше разность температур A/ = f — и температурный коэффициент объемного расширения [c.78]

Для капельных жидкостей температурный коэффициент объемного расширения значительно меньше, [c.80]

Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости неполярных жидкостей в значительной мере определяется объемным, расширением при нагреве и имеет порядок 10 град» . Как показывает опыт, е неполярных жидкостей не зависит от.частоты. [c.10]

Зависимость диэлектрической проницаемости неполярной жидкости от температуры (рис. 1-2) связана с уменьшением числа молекул в единице объема, как это пояснялось на стр. 19. По абсолютному значению ТКе неполярной жидкости приближается к температурному коэффициенту объемного расширения жидкости р. Следует помнить, что ТКе, и р отличаются знаком. Значение диэлектрической проницаемости неполярных жидкостей обычно не превыашет 2,5 (табл. 1-4). Поляризация жидкостей, содержащих дипольные молекулы, определяется одновременно электронной и дипольной поляризациями. Такие жидкости обладают тем большей диэлектрической проницаемостью, чем больше электрический момент диполей и число молекул в единице объема. [c.24]

Температурное поле 115 Температурные шкалысм. Шкалы температурные Температурный коэффициент объемного расширения жидкости (газа) 14Ю Температурный напор 138, 139 Тень звуковая 255 Теорема Гаусса 330 [c. 551]

Число Грасгофа Gr — это критерий подобия, определяющий соотношение между подъемной силой, вызванной разными значениями плотности среды в различных точках потока, и силами вязкого тренри. Число Грасгофа зависит от характерного размера поперечного сечения потока /, кинематической вязкости жидкости V, коэффициента объемного расширения жидкости р, (см. подраздел 1.3.4), температурного напора между поверхностью стенки и жидкостью А7 = Т — Гж и может быть вычислено по формуле [c.131]

Во избежание переполнения гидроемкости и резкого повышения давления в гидролипнях и других системах вследствие нагрева жидкости при работе гидропривода необходимо, чтобы температурный коэффициент объемного расширения жидкости был по возможности меньшим. [c.88]

Температурное поле 2—115 Температурные интервалы ковки и штамповки 5—100 Температурный коэффициент объемного расширения жидкости (газа) 2 — 140 Температурный напор 2—-138, 139 Тензодатчики проволочные 3 — 493, 508 Тензоизмерительная аппаратура 3 — 489 Тензометрирование 3 — 489, 499 Тензометры 3 — 489—493 Тензорное исчисление 1 — 234 Тензорный признак системы величин в,7 1—236 Тензоры 1 — 234—236 [c. 479]

Структура течения в задаче 1 определяется объемным расширением жидкости, связанным с распределением температуры и концентрации в расчетной области, и имеет однонаправленный характер до момента установления термодинамического равновесия. При малых Ье 0.01 поле концентрации изменяется значительно медленнее, чем поле температуры, поэтому на начальном промежутке времени течение возникает главным образом за счет изменения поля температуры. После того как в области установится температурное равновесие, основным фактором, влияющим на микроконвективное течение, становится изменение поля концентрации. Наличие в системе двух характеристик с различными коэффициентами молекулярной диффузии приводит к появлению новых количественных и качественных эффектов по сравнению с микроконвекцией в однокомпонентной среде. [c.76]

Второе слагаемое учияшает изменение плотности еидкости. Если считать жидкость несжимаемой, то изменение ее плотности обусловлено тепловым расширением. Известно, что температурный коэффициент объемного расширения определяется зависимостью Д/ [c.98]

В табл. 10.1 —10.12 приведены значения ТКЛР для индивидуальных веществ (элементов и неорганических соединений), а также для технических материалов в твердом состоянии. В табл. 10.13 приведены значения температурного коэффициента объемного расширения некоторых жидкостей и газов. [c.222]

Характерными свойствами фторорганических жидкостей явл5потся малая вязкость, низкое поверхностное натяжение (что благоприятствует пропитке пористой изоляции), высокий температурный коэффициент объемного расширения (значительно больший, чем у других электроизоляционных жидкостей), сравнительно высокая летучесть. Последнее обстоятельство требует герметизации аппаратов, заливаемых фторорганическими жидкостями. Фторорганические жидкости способны обеспечивать значительно более интенсивный отвод теплоты потерь от охлаждаемых ими обмоток и магнитопроводов, чем нефтяные масла или кремнийорганические жидкости. Существуют специальные конструкции малогабаритных электротехнических устройств с заливкой фторорганическими жидкостями, в которых для улучшения отвода теплоты используется испарение жидкости с последующей конденсацией ее в охладителе и возвратом в устройство кипящая изоляция) при этом теплота испарения отнимает от охлаждаемых обмоток, а наличие в пространстве над жидкостью фторорганических паров, в особенности под повышенным давлением, значительно увеличивает электрическую прочность газовой среды в аппарате. [c.131]

Различают естественное и вынужденное движение (конвекцию) жидкости. Вынужденное движение создается внешним источником (насосом, вентилятором, ветром). Естественная конвекция возникает только при геплообмене за счет теплового расширения нагретой около теплоотда-ющей поверхности жидкости (рис. 9.1). Интенсивность теплового расширения характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения [c.80]

ЖИДКОСТИ Коэффициент объемного расширения — Энциклопедия по машиностроению XXL

Железо — Свойства 211 Жидкости — Коэффициент объемного расширения 183 [c. 588]

Температурный коэффициент объемного расширения капельных жидкостей значительно меньше, чем газов. В небольшом диапазоне изменения температур, а значит, и удельных объемов производную в уравнении (9.7) можно заменить отношением конечных разностей параметров холодной (с индексом ж ) и прогретой (без индексов) жидкости [c.78]

Такое поведение коэффициента объемного расширения у воды приводит к такому ее аномальному свойству, что в интервале температур 0адиабатном сжатии она не нагревается, как другие жидкости и все газы, а охлаждается . [c.67]

Коэффициент объемного расширения а воды при 4 °С изменяет знак, будучи при 0° с температур вода при адиабатном сжатии охлаждается, а не нагревается, как другие жидкости и все газы. [c.86]

Важной зависимостью также является связь плотности с температурой, которую можно охарактеризовать коэффициентом объемного расширения. Этот коэффициент определяет подъемную силу, которая возникает в подогретой жидкости, и, следовательно, влияет на интенсивность свободного движения. [c.308]

Плотность, вязкость, коэффициенты объемного расширения и сжатия некоторых жидкостей (при ра = 101325 Па и 7″ 293 К) [c.285]

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ (табл. 10.13) [c.251]

Плотность, вязкость, коэффициенты объемного расширения и сжатия некоторых жидкостей [c. 285]

Интенсивность теплоотдачи зависит от многих факторов и в частности от вида конвекции (свободная или вынужденная), режима течения жидкости (ламинарный или турбулентный), физических свойств среды (плотности р, теплопроводности X, динамической вязкости (Г, массовой удельной теплоемкости с, коэффициента объемного расширения [c.94]

Для капельных жидкостей температурный коэффициент объемного расширения значительно меньше, [c.80]

V — кинематический коэффициент вязкости р — коэффициент объемного расширения g — ускорение свободного падения А/ — разность температур между поверхностью стенки и жидкостью а — коэффициент температуропроводности. [c.90]

Определить повышение давления в закрытом объеме гидропривода при повышении температуры масла от 20 до 40 °С, если температурный коэффициент объемного расширения р, = 7 10 °С , коэффициент объемного сжатия рр = 6,5 10 Па . Утечками жидкости и деформацией элементов конструкции объемного гидропривода пренебречь. [c.6]

Для жидкостей температурный коэффициент объемного расширения сравнительно мал (исключение составляет область вблизи термодинамической критической точки). Для некоторых жидкостей, например для воды при /[c.129]

Коэффициент объемного расширения жидкостей а. Линейная функция Vt = t o (1 + Q в связи с зависимостью а от температуры применяется для умеренного интервала температур. [c.15]

Коэффициенты объемного расширения жидкостей а-1№ при 20° С (в отдельных [c.15]

IV2 — проекции вектора скорости на оси X, у. г —ускорение силы тяжести р —плотность v —кинематический коэффициент вязкости р — коэффициент объемного расширения жидкости — постоянная температура жидкости вдали от тела [c. 139]

AVt = t AtVi. где Р — средний коэффициент объемного расширения в интервале температур At= til Vx, —объем жидкости при первоначальной температуре ti. [c.60]

Члены, стоящие в левой части уравнения энергии, называются конвективными и определяют вынужденную конвекцию. Может существовать также свободная конвекция, природа которой обусловлена Архимедовой подъемной силой, вызванной подогревом жидкости. Обозначим через р коэффициент объемного расширения среды через АТ повышение температуры данной частицы среды, по сравнению с ненагретыми частицами. Тогда р АТ есть относительное изменение объема данной частицы, а Архимедова подъемная сила будет равна Fa = pg P AT g— ускорение свободного падения). Полученную силу, отнесенную к единице массы, можно рассматривать как массовую силу и ввести ее в уравнение движения (1.18) в качестве/ [c.39]

Если разность плотностей жидкости определяется разностью температур АТ, то симплекс Др/р можно представить через коэффициент объемного расширения Р= (1/р) ([c.135]

На жидкую частицу объемом V, окруж1шную такой же жидкостью, но с более высокой температурой, действует сила АрК, где Др — разность плотностей частицы и окружающей жидкости. Указанная сгла обусловлена законом Архимеда, согласно которому всякое тело (в данном случае — частица), погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная телом жидкость.

Разность плотностей Ар обусловлена разностью температур АТ и может быть огределена по выражению для коэффициента объемного расширения [c.394]

Паимсноьа- ние жидкости Плотность 0, кг Динамический коэффициент вязкости К ССК/Л1> Кинематический коэффициент ВЯЗКОСТИ V. 10 , м сек Коэффициент объемного расширения 1/град Коэффициент объемного сжатия Л1 Мн [c.285]

Помимо изотермической сжимаемости для конвективного теплообмена большое значение имеет тепловое расширение жидкости. Последнее характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения, определяемым уравнением (p = onst) [c.129]

Вследствие низких коэффициентов объемного расширения жидкости для получения значительного хода сильфона в этих системах используются сильфоны малых диаметров, а термобал. лон должен быть относительно большим, особенно при необходимости высокой чувствительности термосистемы. [c.18]

Жидкость кремнийорганическая электроизоляционная 132-12Д (ПЭС-Д) — смесь полиэтилсилоксанов линейной и циклической структуры, предназначенная для пропитки и заливки конденсаторов и других устройств, работающих в интервале температур от —60 до -Ь100°С. Плотность 0,96—1,00 г/см коэффициент тенлопроводностн (при 20° С) 0,147 ккал/(м-чС) температурный коэффициент объемного расширения 0,0006 1/° С средняя теплоемкость (при 20— 51° С) 0,415 кал/ч. Поставляется по ГОСТ 10916—74 1-го и 2-го сортов, различающихся удельным объемным электрическим сопротивлением (2,5 10 и [c.455]

Коэффициент объемного расширения воды — Справочник химика 21

Коэффициенты объемного расширения воды (в К-1) [c. 507]

Р—коэффициент объемного расширения воды [c.463]

Приложение 46 Коэффициент объемного расширения воды 0=/(i)[71 [c.771]

Рис 50 Зависимость двух компонент коэффициента объемного расширения воды от температуры [c.117]

Опыт показывает, что коэффициент объемного расширения воды гораздо больше, чем льда. По данным В. А. Михайлова, для льда = 1,5- Ю град , тогда как для воды р = 2,74- 10″ град». Возможно, что молекулы Н2О, перешедшие в полости структуры льда, несколько расширяют тетраэдрический каркас изнутри. [c.230]

ШОР гранул цеолитов существенно изменяются [61 в зависимости от сил взаимодействия молекул воды друг с другом и с катионами цеолитов, количества 600 тепла, выделяющегося при фазовом переходе, гео-400 метр ИИ структуры цеолитов, коэффициента объемного расширения воды при нагревании и других факторов.

Изменение размеров гранул в этих процессах может достигать 2%. Деформации приводят к дополнительным напряжениям в гранулах и могут существенно влиять на прочность формованных цеолитов. По наблюдениям польских инженеров [71 в процессе многоцикловой эксплуатации механическая прочность гранул цеолитов, используемых в качестве осушителя, понижается, если содержание влаги в цеолитах превышает (15% масс.). [c.374]

Коэффициент объемного расширения. Сжиженные газы в отличие от большинства жидкостей имеют очень высокий коэффициент объемного расширения. Например, коэффициент объемного расширения многих сжиженных газов примерно в десять раз больше коэффициента объемного расширения воды. [c.66]

Коэффициент объемного расширения воды в температурном интервале от 273 до 310° К равен 2,07 -Ю град . Коэффициент объемного расширения большинства органических жидкостей в 2—5 раз больше коэффициента объемного расширения воды. Следовательно, если допустимая ошибка в измерении плотности не превышает 0,001 г см , то необходимо поддерживать постоянство температуры в пределах Г. [c.101]

Коэффициент объемного расширения воды в температурном интервале от 273 до 310° К, равен 2,07 Ю град . Коэффициент объемного расширения большинства органических жидкостей в 2 —5 раз больше коэффициента объемного расширения воды. Следовательно, если допу стимая оишбка в измерении плотности не превышает 0,001 г см то необходимо поддерживать постоянство температуры в пределах Г» Плотность растворов является функцией концентрации. Если ком поненты смешиваются без изменения объема при всех концентрациях то зависимость плотности от концентрации — линейная. [c.101]

Коэффициент объемного расширения воды в диапазоне температур 22— 28° (Среднюю разность температур принимаем, исхоля из температуры стенки, равной 47°. Отсюда Д/= 47 — 25 = 22° [c.463]

Здесь п — коэффициент объемного расширения воды, с — ее теплоемкость и g — ускорение в поле тяжести. С другой стороны, как будет показано далее (см. гл. IV, 5), потеря тепла на подогревание воздуха пропорциональна разности температур между поверхностной водой и воздухом, соприкасаю-щимся с ней. В свою очередь, на основании теории муссонного поля, можно вычислить эту разность температур для различных районов моря, по-разному удаленных от береговой линии. [c.102]

Коэффициент объемного расширения, формула и примеры

Определение и формула коэффициента объемного расширения

Подобно температурному коэффициенту линейного расширения можно ввести и применять температурный коэффициент объемного расширения, который является характеристикой изменения объема тела при изменении его температуры. Эмпирически установлено, что приращение объема в этом случае можно считать пропорциональным изменению температуры, если она изменяется не на очень большую величину. Коэффициент объемного расширения может быть обозначен по-разному, нет одного обозначения. Часто встречается обозначение:

Твердые тела и жидкости увеличивают свой объем при увеличении температуры незначительно, следовательно, так называемый «нормальный объем» () при температуре несущественно отличается от объема при другой температуре. Поэтому в выражении (1) заменяют на V, при этом получается:

Следует заметить, что для газов тепловое расширение иное и замена «нормального» объема на V возможно только для малых интервалов температур.

Коэффициент объемного расширения и объем тела

Используя коэффициент объемного расширения можно записать формулу, которая позволяет рассчитать объем тела, если известны начальный объем и приращение температуры:

где . Выражение () — называют биномом объемного расширения.

Тепловое расширение твердого тела связывают с ангармоничностью тепловых колебаний частиц, составляющих кристаллическую решетку тела. В результате данных колебаний при увеличении температуры тела увеличивается равновесное расстояние между соседними частицами этого тела.

Коэффициент объемного расширения и плотность вещества

Если при неизменной массе происходит изменение объема тела, то это приводит к изменению плотности его вещества:

где — начальная плотность, — плотность вещества при новой температуре. Так как величина то выражение (4) иногда записывают как:

Формулы (3)-(5) можно использовать при нагревании тела и при его охлаждении.

Связь объемного и линейного коэффициентов теплового расширения

В первом приближении можно считать, что коэффициенты линейного () и объемного расширения изотропного тела связаны соотношением:

Единицы измерения

Основной единицей измерения коэффициента температурного расширения в системе СИ является:

Примеры решения задач

Коэффициент расширения теплоносителя пропиленгликоля | teplonositeli-pro.ru

Под коэффициентом теплового расширения любого тела понимают физическую величину, которая характеризует относительное изменение его объёма или линейных размеров при изменении (увеличении) температуры на 1К (˚С) при постоянном давлении. На практике более заметно расширение либо уменьшение объёма на примере жидкостей при их нагреве либо охлаждении, соответственно, по сравнению с твёрдыми телами. Изменение объёма обозначается показателем в виде коэффициента объёмного расширения: β = 1/V, К^-1 (˚С^-1).

Поскольку пропиленгликоль не может использоваться в чистом виде в качестве теплоносителя (состава низкозамерзающего всесезонного), ввиду его повышенной вязкости и коррозионной активности по отношению к металлам и сплавам, правильнее говорить о применении его водных растворах различной концентрации, в которые вводится пакет антикоррозионных присадок.

Водопропиленгликолевые составы низкозамерзающие всесезонные или жидкости охлаждающие для теплообменных систем относятся к одной из наиболее востребованной группе теплообменных жидкостей (после воды), применяемых в отопительной аппаратуре. Это обусловлено их довольно низкой температурой начала кристаллизации, что позволяет применять их и в зимний период (отопительный сезон).

К тому же они не столь токсичны как растворы этиленгликоля и не наносят вреда окружающей среде, хотя и обладают свойствами присущими гликолям. При низких отрицательных температурах окружающего воздуха они не переходят в твёрдую структуру льда (как это происходит с водой) и сохраняют работоспособность теплообменных систем.

Для чего необходимо знать коэффициент расширения?

Большинство автономных систем теплоснабжения спроектированы для применения воды, либо иногда — составов низкозамерзающих всесезонных, в качестве теплоносителя. Поэтому при расчётах и выборе аппаратов системы теплообмена (расширительной ёмкости) для них, учитываются и физические параметры.

Но если в качестве альтернативы будет использоваться не обычная техническая вода, нужно учитывать, что коэффициент расширения теплоносителя на основе пропиленгликоля (антифриза) будет другим. Его вычисляют для внесения необходимых корректировок, проверки соответствия объёма емкости расширительного бака.

Использование антифриза может привести к «завоздушиванию» отопительной системы. Этот процесс – результат более высокого (если сравнивать с водой) коэффициента температурного расширения теплоносителя на основе пропиленгликоля. В итоге объёма емкости расширительного бака оказывается недостаточно для его заполнения. Поэтому излишки антифриза при нагреве его до рабочей температуры (обычно это около 85 °C) сбрасываются путем слива через предохраняющий клапан.

После снижения тепловой нагрузки требуется подпитка системы теплообмена рабочей средой. Для этого используется вода, в которой содержатся растворённый воздух, который выделяется из жидкой фазы в результате нагрева. Все это провоцирует образование воздушных пробок, вызывающих серьезные аварии в системе отопления и поломки отдельной аппаратуры. На практике этот процесс хорошо демонстрируется во время эксплуатации двигателей внутреннего сгорания автотранспортной техники, когда система их охлаждения не обеспечивает нормальной работы и начинает «закипать».

Зависимость величины коэффициента расширения от температуры

Величина коэффициента объёмного теплового расширения теплоносителей на базе водных растворов пропиленгликоля зависит не только от его концентрации (содержании) в растворе, но и от температурного диапазона системы теплообмена в которой применяется теплоноситель. Существуют материалы и диапазоны температур, даже для воды когда, в узком интервале температур от 0˚С до + 4˚С, величина коэффициента отрицательная. Рассматриваемый коэффициент для теплоносителей на основе пропиленгликоля увеличивается с ростом температуры. Конкретные величины коэффициента объёмного расширения и динамику его увеличения при повышении температур для антифризов можно найти в справочной литературе.

Теплоноситель, в основе которого содержится пропиленгликоль, имеет значительно больший коэффициент расширения при нагреве, по сравнению с водой, поэтому рекомендуется подбирать бак для такой системы отопления большего объема. В отличие от воды, теплоемкость такого теплоносителя меньше на 15%. Это приводит к ухудшению условий теплообмена и требует монтажа дополнительных радиаторов, обладающих максимальной мощностью.

Кроме теплового расширения в результате нагрева, в теплоносителе на базе пропиленгликоля могут происходить необратимые изменения его химического состава в результате перегрева. Поэтому допускать повышение температуры антифриза до максимальных показателей не рекомендуется. Для объектов, где в отопительных системах требуется применение теплоносителей на основе водных растворов пропиленгликоля, гарантирующих экологическую безопасность, можно приобрести такую продукцию у компании «Савиа», которая занимается производством теплоносителей широкой номенклатуры.

Предлагаемые теплоносители сертифицированы, соответствуют международным и российским нормам качества. Составы подходят для обеспечения работы отопительных установок в жилых домах, на предприятиях пищевой промышленности. В случае утечки пропиленгликолевого антифриза исключается вероятность отравления.

Объемные коэффициенты расширения Жидкости

Объемные коэффициенты теплового расширения для некоторых распространенных жидкостей указаны ниже.

Метил, раствор хлорида калия, 24,3%

Жидкость	Объемный коэффициент расширения (1 / K, 1/^o C)
Жидкость	Объемный коэффициент расширения (1 / K, 1/^o C)	Уксусная кислота	0,00110
0,00143	0,00143		Спирт, этил (этанол)	0,00109
Спирт метиловый (метанол, древесный спирт, древесная нафта, древесные спирты, CH ₃ OH)	0. 00149
Аммиак	0,00245
Анилин	0,00085
Бензол	0,00125
Бром	0,00110
Раствор хлористого кальция 900,0006	5,821% Хлорид кальция, 40,9% раствор	0,00046
Дисульфид углерода	0,00119
Тетрахлорид углерода	0.00122
Хлороформ	0,00127
Эфир	0,00160
Этилацетат	0,00138
Этиленгликоль	0,00057

Дихлордифтор	н-гептан	0,00124
Соляная кислота, 33,2% раствор	0,00046
Изобутиловый спирт	0.00094
Бензин	0,00095
Глицерин (глицерин)	0,00050
Керосин, реактивное топливо	0,00099
Ртуть	0,00018
н-октан	0,00114
Масло (неиспользованное моторное масло)	0,00070
Оливковое масло	0. 00070
Парафиновое масло	0,000764
Нефть	0,0010
н-пентан	0,00158
Фенол	0,0009
Хлорид калия
Хлорид натрия, 20,6% раствор	0,00041
Сульфат натрия, 24% раствор	0,00041
Серная кислота концентрированная	0.00055
Толуол	0,00108
Трихлорэтилен	0,001170
Скипидар	0,001000
Вода ^{прибл. 20 ^o C (68 ^o F) ¹⁾}	0,000214

¹⁾ Коэффициент объемного расширения воды зависит от температуры

Тепловое расширение — Гипертекст по физике

Обсуждение

Твердые вещества

Для многих твердых тел расширение прямо пропорционально изменению температуры.

∆ℓ = αℓ ₀ ∆ T

Области расширяются вдвое больше, чем длина.

∆ A = 2α A ₀ ∆ T

Объемы увеличиваются в три раза по сравнению с длиной.

∆ V = 3α V ₀ ∆ T

заявки

изгиб
компенсационный зазор / стык
клапан против ожогов
планка биметаллическая, термостат
расширение отверстий (крепление поездных шин)
«Более того, самолет расширяется на 15-25 сантиметров во время полета из-за палящего тепла, создаваемого трением с воздухом.Конструкторы использовали ролики, чтобы изолировать кабину от тела, чтобы растяжение не разорвало самолет на части. «Хелен Пирсон» Concorde уходит в отставку. «Nature Physics Portal. Октябрь 2003 г.
«Конкорд имеет длину 204 фута — растяжение в полете от шести до десяти дюймов из-за нагрева планера. Он окрашен в специально разработанную белую краску, чтобы учесть эти изменения и рассеять тепло, генерируемое сверхзвуковым полетом». источник
Тепловое расширение — небольшой, но не всегда незначительный эффект.Типичные коэффициенты измеряются в частях на миллион на кельвин (10 ⁻⁶ / K). Это означает, что длина вашей типичной классной измерительной линейки никогда не меняется более чем на 100 мкм за весь срок службы — вероятно, никогда не более чем на 10 мкм, пока учащиеся ее используют.

методы измерения

компаратор длины
дилатометр с толкателем (дает относительное расширение, так как само устройство расширяется)
интерферометр (метод высшей точности)
рентгеновский дифактометр
дилатометр емкостной
тензодатчик
дилатометр оптический (в основном цифровой фотоаппарат)

анизотропное расширение

Некоторые материалы расширяются по-разному в разных направлениях, особенно графит и древесина (пиломатериалы).

жидкости

Жидкости могут только увеличиваться в объеме.

∆ V = β V ₀ ∆ T

Жидкости имеют более высокий коэффициент расширения, чем твердые.

β ~ 10 ⁻³ / K, 3α ~ 10 ⁻⁵ / K

заявки

Коэффициенты *линейного* теплового расширения
материал	α (10 ⁻⁶ / К)
оксид алюминия (αAl ₂ O ₃)	5.30
алюминий	23,1
феррит бария	10
латунь	20,3
карбон, алмаз	1,18
углерод, графит ∥	6,5
углерод, графит ⊥	0,5
хром	4,9
бетон	8–12
медь	16.65
эпоксидная	55
германий	6,1
стекло, типовое	8,5
стекло, сверхнизкое расширение	0,04
золото	14,2
инвар (64% Fe, 36% Ni)	1,2
утюг	11,8
свинец	28,9
никель	13. 3
пластмасса	40–120
оргстекло	93
платина	8,8
плутоний	54
кремний	4,68
серебро	18,9
припой свинцово-оловянный	25
сталь, нержавеющая	17,3
сталь конструкционная	12
банка	22
титан	8.5
вольфрам	4,5
уран	13,9
вода, лед (0 ° C)	51
древесина (пиломатериалы) тангенциальная	36
дерево (пиломатериал) радиально	26
дерево (пиломатериал) осевое	3,7
цинк	30,2
вольфрамат циркония (ZrW ₂ O ₈)	−8. 8

Коэффициенты объема теплового расширения
материал	β (10 ⁻⁶ / К)
спирт этиловый	1120
бензин	950
Топливо реактивное, керосин	990
ртуть	181
вода, жидкость (1 ° C)	−50
вода, жидкость (4 ° C)	0
вода, жидкость (10 ° C)	88
вода, жидкость (20 ° C)	207
вода, жидкость (30 ° C)	303
вода, жидкость (40 ° C)	385
вода, жидкость (50 ° C)	457
вода, жидкость (60 ° C)	522
вода, жидкость (70 ° C)	582
вода, жидкость (80 ° C)	640
вода, жидкость (90 ° C)	695

вода

аномальное расширение воды
- лед менее плотный, чем вода
- наиболее плотная вода при 4 ° C (ρ = 999. 973 кг / м ³)
заявок
- лопнули замерзшие трубы
- оборот озерной воды весной

плутоний

Плутоний претерпевает больше фазовых переходов при обычных давлениях, чем любой другой элемент. При нагревании плутоний перед плавлением трансформируется через шесть различных кристаллических структур — α [альфа], β [бета], γ [гамма], Δ [дельта], Δ ‘[простое дельта] и ε [эпсилон]. Физические свойства, такие как плотность и тепловое расширение, значительно различаются от фазы к фазе, что делает его одним из самых сложных металлов для обработки и обработки.Металлургию плутония лучше доверить специалистам.

Примечания формируют LLNL, которые необходимо перефразировать. «Одно из уникальных физических свойств плутония заключается в том, что чистый металл демонстрирует шесть фазовых превращений в твердом состоянии, прежде чем достигнет своего жидкого состояния, переходя от альфа, бета, гамма, дельта, дельта-простота к эпсилону. стабильная альфа-фаза при комнатной температуре и жидкое состояние элемента.Еще одной необычной особенностью является то, что нелегированный плутоний плавится при относительно низкой температуре, примерно 640 ° C, с образованием жидкости более высокой плотности, чем твердое тело, из которого он плавится.Кроме того, упругие свойства дельта-гранецентрированной кубической (ГЦК) фазы плутония являются сильно направленными (анизотропными). То есть эластичность металла широко варьируется по разным кристаллографическим направлениям в шесть-семь раз ».

инвар

Газы

Поведение газов более сложное, газы будут расширяться настолько, насколько позволит давление. Ознакомьтесь с законами о газе.

Объемное расширение

Объемный коэффициент теплового расширения является основным коэффициентом теплового расширения.показывает, что, как правило, вещества расширяются или сжимаются при изменении их температуры, причем расширение или сжатие происходит во всех направлениях. Такие вещества, расширяющиеся во всех направлениях, называются изотропными. Для изотропных материалов площадь и линейные коэффициенты могут быть рассчитаны из объемного коэффициента (обсуждается ниже).

Объемное расширение

Как правило, объекты расширяются во всех направлениях при повышении температуры. На этих чертежах исходные границы объектов показаны сплошными линиями, а расширенные границы — пунктирными линиями.(а) Площадь увеличивается из-за увеличения длины и ширины. Увеличивается и площадь круглой пробки. (b) Если заглушку удалить, оставшееся отверстие становится больше с повышением температуры, как если бы расширяющаяся заглушка все еще оставалась на месте. (c) Объем также увеличивается, потому что все три измерения увеличиваются.

Математические определения этих коэффициентов приведены ниже для твердых тел, жидкостей и газов:

$ \ alpha_V = \ frac {1} {V} (\ frac {\ partial V} {\ partial T}) _ p $.

Нижний индекс p указывает, что давление поддерживается постоянным во время расширения. В случае газа важен тот факт, что давление поддерживается постоянным, поскольку объем газа будет заметно меняться как с давлением, так и с температурой.

Для твердого тела мы можем игнорировать влияние давления на материал, поэтому объемный коэффициент теплового расширения можно записать:

$ \ alpha_V = \ frac {1} {V} \ frac {dV} {dT} $ ,

где V — объем материала, а dV / dT — скорость изменения этого объема с температурой.Это означает, что объем материала изменяется на некоторую фиксированную дробную величину. Например, стальной блок объемом 1 кубический метр может расшириться до 1,002 кубических метра при повышении температуры на 50 ° C. Это расширение на 0,2%. Коэффициент объемного расширения будет 0,2% для 50 ° C, или 0,004% на градус C.

Зависимость от коэффициента линейного теплового расширения

Для изотропных материалов и для небольших расширений коэффициент линейного теплового расширения составляет одну треть объемного коэффициента .2 \ Delta L \\ & = V + 3 V \ frac {\ Delta L} {L} \ end {align} $.

Приближение справедливо для достаточно малого $ \ Delta L $ по сравнению с L. Так как:

$ \ frac {\ Delta V} {V} = 3 \ frac {\ Delta L} {L} $

(и из определений тепловых коэффициентов) получаем:

$ \ alpha_V = 3 \ alpha_L $.

Как рассчитать тепловое расширение — x-engineer.org

Тепловое расширение — это физическое свойство вещества (газа, жидкости или твердого тела) изменять свою форму (длину, площадь или объем) в зависимости от температуры.Тепловое расширение связано с расширением и сжатием частиц в зависимости от температуры вещества.

Термическое расширение также можно рассматривать как частичное изменение размера материала / вещества, вызванное изменением температуры.

Изображение: Расширение и сжатие частиц

Тепловое расширение влияет на газы, жидкости и твердые тела. С математической точки зрения тепловое расширение можно описать как:

линейное (одно направление, 1-D)
площадное (два направления, 2-D)
объемное (три направления, 3-D)

Линейное и площадное (также называемое поверхностным) тепловое расширение применимо только к твердым телам. Объемное (также называемое кубическим) тепловое расширение относится как к твердым телам, так и к жидкостям. Для газов тепловое расширение описывается законом идеального газа и трактуется иначе.

Линейное тепловое расширение

Изображение: Линейное тепловое расширение

Линейное тепловое расширение применяется в основном к твердым телам. Зная начальную длину L ₀ [м] данного твердого тела (например, металлического стержня), разность температур ΔT [ºC] и коэффициент линейного расширения твердого тела α [1 / ºC], изменение длины ΔT [м] твердого тела можно рассчитать как:

\ [\ Delta L = \ alpha \ cdot L_0 \ cdot \ Delta T \ tag {1} \]

Изменение длины прямо пропорционально изменение температуры.Чем выше разница температур, тем больше увеличивается длина материала (например, металлического стержня).

Разница в длине ΔL равна вычитанию начальной длины L ₀ из конечной длины L:

\ [\ Delta L = L — L_0 \ tag {2} \]

Путем замены (2) в (1) мы можем вычислить конечную длину (после теплового расширения) как функцию начальной длины, разности температур и коэффициента линейного теплового расширения.

\ [\ bbox [# FFFF9D] {L = L_0 \ cdot (1+ \ alpha \ cdot \ Delta T)} \ tag {3} \]

Коэффициент линейного теплового расширения непостоянен, но немного зависит от температуры.Следовательно, математическое выражение применимо только к небольшим колебаниям температуры.

Поверхностное тепловое расширение

Изображение: Поверхностное тепловое расширение

Термическое расширение также распространяется на поверхности. Представьте себе металлический лист с определенной площадью. При нагревании тот же лист металла будет иметь немного большую площадь.

Зная начальную площадь A ₀ [м ²] данного твердого тела (например, металлического листа), разность температур ΔT [ºC] и коэффициент линейного расширения твердого тела α [ 1 / ºC], изменение площади ΔA [м ²] твердого тела можно рассчитать как:

\ [\ Delta A = 2 \ cdot \ alpha \ cdot A_0 \ cdot \ Delta T \ tag {4} \ ]

Изменение площади прямо пропорционально изменению температуры. 2 \ right) \ tag {8} \]

Так как коэффициент теплового расширения очень мал (например,2 \ tag {9} \]

уравнение (8) превращается в (6).

Тот же принцип применяется к поверхностному тепловому расширению. Коэффициент линейного теплового расширения непостоянен, но незначительно изменяется в зависимости от температуры. Следовательно, математическое выражение применимо только к небольшим колебаниям температуры.

Объемное тепловое расширение

Изображение: Тепловое расширение (объемное)

Тепловое расширение вызывает изменения объема твердых и жидких тел в зависимости от температуры.

Зная начальный объем V ₀ [м ³] данного твердого тела, разность температур ΔT [ºC] и коэффициент линейного расширения твердого тела α [1 / ºC], изменение объема ΔV [м ³] твердого тела можно рассчитать как:

\ [\ Delta V = 3 \ cdot \ alpha \ cdot V_0 \ cdot \ Delta T \ tag {10} \]

Изменение объем прямо пропорционален изменению температуры. 3 \ right) \ tag {14} \ ]

Поскольку коэффициент теплового расширения очень мал, кубическими и квадратичными членами уравнения (14) можно пренебречь.3 \ tag {15} \]

уравнение (14) превращается в (12).

Для расчета объемного теплового расширения мы можем использовать коэффициент объемного теплового расширения β вместо коэффициента линейного теплового расширения α.

\ [\ beta \ приблизительно 3 \ cdot \ alpha \ tag {16} \]

, который дает уравнение для изменения объема:

\ [\ bbox [# FFFF9D] {\ Delta V = \ beta \ cdot V_0 \ cdot \ Delta T} \ tag {17} \]

Тот же принцип применяется к объемному тепловому расширению.Коэффициент объемного теплового расширения непостоянен, но незначительно изменяется в зависимости от температуры. Следовательно, математическое выражение применимо только к небольшим колебаниям температуры.

Коэффициент теплового расширения получен из экспериментальных данных . В таблице ниже вы можете найти значения коэффициента теплового расширения для обычных веществ.

900 ^-6

Материал	Коэффициент линейного расширения	Коэффициент объемного расширения
Твердые вещества
Алюминий	25 · 10 ^21-6
Латунь	19 · 10 ^-6	56 · 10 ^-6
Медь	17 · 10 ^-6	51 · 10 ^-6
Золото	14 · 10 ^-6	42 · 10 ^-6
Железо	12 · 10 ^-6	35 · 10 ^-6
Инвар	0.9 · 10 ^-6	2,7 · 10 ^-6
Свинец	29 · 10 ^-6	87 · 10 ^-6
Серебро	18 · 10 ^-6	54 · 10 ^-6
Стекло	9 · 10 ^-6	27 · 10 ^-6
Стекло	3 · 10 ^-6	9 · 10 ^-6
Кварц	0.4 · 10 ^-6	1 · 10 ^-6
Бетон	12 · 10 ^-6	36 · 10 ^-6
Мрамор	7 · 10 ^-6	21 · 10 ^-6
Жидкости
Эфир		1650 · 10 ^-6
Этил		1100 · 10 ^-6
Бензин		950 · 10 ^-6
Глицерин		500 · 10 ^-6
Меркурий		180 · 10 ^-6
Вода		210 · 10 ^-6
Газы
Воздух и большинство других газов при атмосферном давлении		3400 · 10 ^-6

Источник:
College Physics, openstax, Rice University
Wikipedia

Примеры теплового расширения

Пример 1 (линейное тепловое расширение) .{-6} \ cdot 1500 \ cdot 60 = 1.08 \ text {m} \]

Шаг 4 . Рассчитайте общую окончательную длину

\ [L = L_0 + \ Delta L = 1500 + 1.08 = 1501.08 \ text {m} \]

Изменение длины очень мало по сравнению с начальной длиной моста. Однако это заметно и может вызвать структурные проблемы, если не учтено на этапе проектирования . Из-за теплового расширения металлические перемычки состоят из нескольких секций, между которыми есть воздушные зазоры, чтобы обеспечить функцию теплового расширения при изменении температуры.

Тепловое расширение также оказывает большое влияние на железнодорожные пути. Железнодорожный путь длиной 10 км не состоит из цельного куска стали, а разделен на несколько частей с воздушными зазорами (пространствами расширения) между ними. Зимой воздушные зазоры больше, потому что рельсы имеют меньшую длину, а летом воздушные зазоры мало заметны, потому что рельсы имеют увеличенную длину из-за теплового расширения.

Пример 2 (тепловое расширение по площади) . \ circ \ text {C} \\
\ end { split} \]

Шаг 2 .{-6} \ cdot 50 \ cdot 60 = 2,85 \ text {L} \]

Шаг 5 . Рассчитаем избыточный объем топлива

\ [V_ {ex} = \ Delta V_f — \ Delta V_t = 2.85 — 0.108 = 2.742 \ text {L} \]

Мы видим, что топлива больше, чем полная емкость бака , а это значит, что излишки топлива разольются.

Вы также можете проверить свои результаты с помощью калькулятора ниже.

Калькулятор теплового расширения

Биметаллические полосы

Биметаллическая полоса состоит из двух металлов, соединенных вместе, с различным коэффициентом теплового расширения.

Изображение: биметаллическая полоса

Две металлические полоски склеиваются вместе при эталонной температуре (например, 20 ° C) и имеют равную длину. При изменении температуры, поскольку они имеют разный коэффициент теплового расширения, изменение длины (ΔL) каждой полосы будет различным. Склеиваясь вместе, полоса изгибается в зависимости от изменения температуры.

Биметаллические элементы используются в качестве переключателей в электрических цепях для размыкания / замыкания электрических контактов в зависимости от внешней температуры или тока в цепи.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Глава 2 Свойства вещества 2.7 Поверхностное натяжение, 2.8 Объемный коэффициент теплового расширения ｜ Список

2.7 Поверхностное натяжение Жидкость

Поскольку сила притяжения действует между молекулами жидкости, сила сжатия действует на границе раздела между жидкостью и газом или другой жидкостью. Это вызывает поверхностное натяжение, и его единица измерения — Н / м.

Например, вода, наполняющая стакан, имеет выступающую поверхность над верхней частью стакана.Это явление вызвано поверхностным натяжением.

Чтобы проанализировать поток, состоящий только из воды, вам не нужно учитывать поверхностное натяжение, потому что поток не имеет поверхности, описанной выше; однако для анализа капель, падающих в воздух, необходимо учитывать поверхностное натяжение, поскольку на форму капель существенно влияет поверхностное натяжение.

При 20 ° C поверхностное натяжение составляет приблизительно 0,0727 [Н / м] для воды и приблизительно 0,0320 [Н / м] для оливкового масла, что означает, что если два стакана наполнены водой и оливковым маслом, соответственно, поверхность воды вздувается. выше, чем у оливкового масла.

Рисунок 2.13 Разница в поверхностном натяжении

Обратите внимание, что вышеупомянутые значения относятся к двум жидкостям, контактирующим с воздухом. Если жидкости контактируют с другим типом жидкости, значения изменяются.

Хотите узнать больше Как легко намокнет твердое тело
Угол между границей раздела жидкости и поверхностью твердого тела называется краевым углом.

Если «угол смачивания большой», твердое вещество нелегко намокнуть и хорошо отталкивает воду.Напротив, если «угол смачивания мал», твердое вещество легко намокнет и плохо отталкивает воду. Например, зонты и сковороды, покрытые фтором, имеют большие углы смачивания, а контактные линзы — малые углы смачивания. Обратите внимание, насколько легко намокает твердое тело, иногда описывают термином «смачиваемость».

Рисунок 2.14 Разница в смачиваемости

Краевой угол смачивания зависит от поверхностного натяжения газа, жидкости и твердого тела. Значение краевого угла также значительно различается в зависимости от примесей или состояния поверхности, даже если рассматривается один и тот же материал.

2,8 Объемный коэффициент теплового расширения Жидкость / твердое вещество

При изменении температуры в ответ изменяется и объем объекта. Степень изменения объема называется объемным коэффициентом теплового расширения, а его единица измерения — [1 / K]. Объемный коэффициент теплового расширения описывает, насколько объем изменяется в ответ на изменение температуры на 1 [° C] (= 1 [K]). Объем объекта, умноженный на объемный коэффициент теплового расширения, и изменение температуры равняется изменению объема.

Рисунок 2.15 Изменение температуры и объемного коэффициента теплового расширения

Хотите узнать больше Расширение твердого тела
В отличие от жидкости твердое тело имеет определенную форму; следовательно, скорость расширения может быть описана степенью изменения длины твердого тела в дополнение к изменению объема. Степень изменения длины называется коэффициентом линейного теплового расширения, а его единица измерения — [1 / K]. Подобно коэффициенту объемного теплового расширения, длина объекта, умноженная на коэффициент линейного теплового расширения, и изменение температуры равняется изменению длины.

Рисунок 2.16 Изменение температуры и коэффициента линейного теплового расширения

Об авторе
Ацуши Уэяма | Родился в сентябре 1983 года, Хиого, Япония.）

Он имеет степень доктора философии в области инженерии Университета Осаки. Его докторские исследования были сосредоточены на численном методе решения проблемы взаимодействия жидкости и твердого тела. Он работает инженером-консультантом в Software Cradle и оказывает техническую поддержку клиентам Cradle. Он также является активным лектором на семинарах и курсах обучения Cradle и автором серийных статей «Базовый курс анализа терможидкостей».

Liquid Expansion — обзор

Нетрадиционная подача

Сочетание нескольких факторов делает проектирование систем подачи для хлопьевидного, уплотненного и сфероидального чугуна более сложным, чем для стали и ковкого чугуна. Независимо от объемных и температурных характеристик режим затвердевания влияет на легкость перехода исходного металла от питателя к отливке. Этот эффект был измерен с точки зрения сопротивления подаче по центральной линии (отношение времени, в течение которого твердое вещество образуется в центре отливки, к общему времени затвердевания).

Постепенное затвердевание от стенки формы (образование корки) способствует направленному затвердеванию и облегчает подачу. Чугун так себя не ведет. Увеличение в последовательности белого, хлопьевидного, уплотненного, сфероидального, затвердевание менее направленное и более пастообразное. Пастообразный режим отверждения характеризуется более высоким сопротивлением питанию по средней линии и большей трудностью при кормлении.

На режим затвердевания влияет скорость охлаждения; по типу формы для утюга фиксированного состава и размера; по размеру отливки для чугуна фиксированного состава, разливаемого в форму определенного типа.Как чешуйчатое, так и сфероидальное железо с малым модулем упругости <0,6 см остывают достаточно быстро, чтобы приблизиться к режиму затвердевания, образующему пленку. По мере увеличения модуля затвердевание становится более пастообразным, и трудности с подачей возрастают. Инокуляция чешуйчатого железа изменяет режим его затвердевания, приближая его к режиму отверждения сфероидального железа, и в этом отношении инокуляция затрудняет подачу.

Второй фактор, влияющий на конструкцию питателя, — это характер изменения объема. Как показано на Рисунок 5.13 нетрадиционное поведение заключается в сжатии жидкости, которое, по измерениям, составляет от 0,3 до 2,33 об.% На 100 ° C, с последующим расширением. Это расширение объясняется разницей плотности между C-содержащей жидкостью и графитом или, альтернативно, согласно теории газовых пузырьков, осаждением множества мельчайших пузырьков CO. Вторичное сжатие происходит после периода расширения и продолжается до тех пор, пока вся отливка не станет твердой. Вторичная усадка составляет от 0,1 до 0.5 об.% В сфероидальных чугунах хорошего качества, но может превышать 1,0 об.% В высокопрочных чешуйчатых чугунах с низким C.E.V. Упрочнение серого чешуйчатого чугуна предпочтительно достигается за счет легирования по отношению к конструкции питателя.

Скорость усадки жидкости, температура, при которой усадка жидкости переходит в расширение жидкости, общее удельное расширение и общая вторичная усадка — все это переменные, на которые влияют скорость охлаждения, химический состав и металлургическое качество. Увеличение скорости охлаждения имеет нежелательный эффект, приводящий к появлению кривой типа c.Однако повышенная скорость охлаждения также способствует более пленкообразующему режиму затвердевания, который компенсирует этот эффект. Охлаждение также увеличивает количество клеток или сфероидов. Это улучшает металлургическое качество, что способствует кривой типа а. Эти факторы определяют общий положительный эффект, который охлаждение может оказать на кормление. Однако необходимо осторожно использовать охладители, чтобы не допустить образования поверхностных карбидов.

Улучшение металлургического качества за счет модифицирования отдает предпочтение кривой типа а.Однако инокуляция увеличивает тенденцию к пастообразному режиму затвердевания. Баланс этих эффектов зависит от типа железа. Продвижение пастообразного режима замораживания может преобладать в хлопьях и затруднять кормление. Однако сфероидальные чугуны (в зависимости от модуля) затвердевают уже в пастообразном состоянии. Повышенная инокуляция может снизить склонность к образованию вторичных дефектов усадки. Увеличение C.E.V., особенно содержания Si, способствует появлению кривой типа a. Элементы, снижающие потенциал графитации, увеличивают вторичную усадку.В этом отношении особенно вредны межклеточные карбиды. Они могут свести на нет влияние параметров, которые продвигают тип кривой.

Третий важный фактор — это расширение формы из-за нагрева и из-за периода расширения в структуре объемной усадки. Изменения объема формы из-за нагрева значительны сразу после заливки, но легко компенсируются системой подачи. Степень расширения зависит от материала формы, но обычно меньше 0.9 об.% В форме из зеленого песка. Его можно увеличить влажностью и мелкими частицами песка и уменьшить добавлением угля и опилок.

Эффекты расширения, связанные с образованием графита, вызывают беспокойство, потому что они возникают позже в последовательности затвердевания. Это расширение передает давление на стенку формы. Степень расширения формы зависит от ее жесткости (она увеличивается в последовательности: зеленый песок, силикат CO ₂, смола холодного отверждения, цемент) и толщины корки отливки.Сферическое железо затвердевает в пастообразном состоянии с тонкой коркой, которая мало сопротивляется давлению расширения. Чугун с чешуйками образует более толстую корку, которая не только защищает форму от давления расширения, но и обеспечивает передачу давления расширения жидкой фазе. Сфероидальные чугуны с модулем упругости более 1 см создают давление, достаточное для превышения прочности на сжатие форм из сырого песка (∼ 0,6 Н · мм ^-2), в то время как модуль упругости превышает 1,5 см перед деформацией формы с помощью чешуйчатого чугуна.

Эти факторы усложняют рассмотрение при применении традиционной технологии подачи к серому чугуну. Изменения в конструкции необходимы, чтобы удовлетворить различные модели изменения объема и возросшую сложность стимулирования направленного затвердевания. При обычном кормлении выход отливки часто бывает низким. Период расширения предлагает проектировщику возможность использовать альтернативные «применяемые» методы подачи, в которых период расширения используется для компенсации вторичной усадки.Хотя эти методы имеют гораздо более высокий выход, для их успешной работы должны быть соблюдены строгие условия.

Heine обсудил применение геометрической техники подъема к серому чугуну ^50, ⁵¹ и подробно рассказал об изменениях, необходимых для перевода питателя с ковкого на шаровидное железо ⁵⁴. Общие принципы конструкции аналогичны принципам обычного кормления. Требование к исходному металлу не так просто определить. Она варьируется от 2 до 8 об.% В зависимости от толщины отливки, типа и характеристик кристаллизатора.Большой процент необходимого исходного металла должен удовлетворять расширению формы при использовании форм из сырого песка или ракушечника.

Проблемы с прокладкой труб часто возникают при использовании сфероидальных утюгов. Частично это происходит из-за пастообразного режима замораживания, а частично из-за литника, обеспечивающего раннюю подачу металла в нормальной литниковой системе. Питатель не будет работать до тех пор, пока не затвердеет сам литник или соединения от желоба к питателю. Когда питатель не работает, он часто сжимается в отливке в месте подсоединения питателя.

Модификации конструкции, которые способствуют раннему замораживанию желобов и использованию высоких питателей, сводят к минимуму подачу литников и способствуют раннему открытию труб. Рекомендуются тонкие и широкие глотки. Для обеспечения необходимого времени заливки может потребоваться увеличенное количество таких ворот. Используются цилиндрические питатели с H _p/ D _p в диапазоне 4–8. Конические питатели более эффективны. Конус предназначен для удержания полости трубы при падении уровня подачи жидкости и увеличении замороженной толщины.Толщина застывшего слоя в верхней части трубы почти равна нулю, если прокладка трубопровода начинается раньше. Верхний диаметр не должен затвердевать перед литником и, следовательно, должен быть на D _p или на 10% больше диаметра литника. Толщина замороженной нижней части должна быть равна эффективному сечению подаваемой отливки, W.

Конус питателя, полученный путем соединения верхнего и нижнего диаметров, зависит от соотношения H _p/ D _p .Чем меньше это соотношение, тем больше урожай. Однако питатель со слишком малым передаточным числом не будет подавать литые секции в вытяжку и может не создавать напор и градиенты затвердевания, необходимые для трубопровода. С другой стороны, если это соотношение слишком велико, существует вероятность замерзания питателя по трубе. Рекомендуемые размеры показаны на Рисунок 5.22 .

Рисунок 5.22. Конструктивные особенности высоких конических питателей

(после ссылки 51)

После того, как питатель спроектирован для правильной прокладки труб, необходимо спроектировать основание и соединение фидера.Принципы конструкции такие же, как и для обычных фидеров, но режим затвердевания серого чугуна означает, что размер соединения фидера может быть уменьшен. Подходящие размеры: от 0,5 до 1 см (модуль сечения) на 4 см для прямоугольных соединений и от 0,5 до 1 см на 0,5 до 1 см для квадратных соединений. Эти сокращения могут быть достигнуты путем вырезания более крупных соединений, предназначенных для обычных фидеров. Надрез облегчает зачистку. Выбор правильного размера соединения является важным фактором возникновения усадки на литой стороне соединения.Слишком маленький контакт допускает усадку отливки внутри области контакта. Усадка может произойти в аналогичном положении, если через контакт проходит чрезмерный поток металла. Если это происходит и питатель хорошо прокачивает трубопроводы, горячая точка может быть удалена путем введения металла непосредственно в отливку с помощью ножевых затворов от желоба.

Применяемые методы кормления перечислены в Рис. 5.23 . Они используют расширение, связанное с образованием графита, для компенсации вторичной усадки.Конструкция для первого из этих методов, непосредственно применяемого кормления, должна обеспечивать подачу металла для удовлетворения жидкого сжатия. Как только это будет достигнуто, соединение фидера должно замерзнуть до периода расширения жидкости. При дальнейшем охлаждении расширение деформирует форму. Если эта деформация является упругой, форма может отскочить назад, поскольку давление на стенку уменьшается. Пружинной отдачи достаточно для поддержания давления оставшейся жидкости выше атмосферного и предотвращения пористости.

Рисунок 5.23. Применяемые системы подачи под давлением; Приведенные значения модуля относятся к сфероидальному чугуну

Обсуждались факторы, влияющие на величину расширения и расширения формы. Для форм из сырого песка этот метод применим к относительно тонким отливкам с произвольным пределом модуля упругости 0,4 см для сфероидального чугуна и 0,6 см для чугуна с чешуйками. Этот предел увеличивается с увеличением жесткости формы.

Конструкция контакта питателя начинается с определения значимого модуля, M _s, из диаграммы модуль-совокупный объем.Существенный сегмент определяется как сегмент с наименьшим модулем, но чье расширение при замерзании способно удерживать всю оставшуюся жидкость выше атмосферного давления в более тяжелых сегментах до тех пор, пока они не начнут замерзать и расширяться. Контактный модуль питателя M _n рассчитывается с точки зрения значительного модуля упругости M _s и температуры заливки путем приравнивания тепла, отведенного на единицу площади поверхности значительного участка к началу расширения жидкости. с теплом, отводимым для отверждения контакта питателя.Полученная калибровочная кривая показана на Рис. 5.24 .

Рисунок 5.24. Соотношение между контактным модулем упругости M _n и значительным модулем упругости M _s в зависимости от температуры разливки T _p для непосредственной подачи. M _n = M _s × ( T _p — 1150/ T _p — 900), где T _p в ° C

(после исх.36)

Необходимо следить за тем, чтобы замерзание соединения не задерживалось из-за тепла отливки. Чтобы этого не произошло, соединение должно быть долгим. Он должен быть как минимум в четыре раза короче размера соединения. Соединение должно быть горизонтальным, чтобы избежать конвекционного нагрева. Это означает, что обычно используются боковые кормушки.

Подача под давлением применяется для тонких отливок. Если значительный модуль упругости составляет всего 0,4 см, контактный модуль составляет 0,36 см. Этого можно добиться с помощью контакта 3 × 0.9 см и длиной более 3,6 см. Этот затвор может действовать как дроссель для бегунка / затвора, так и как соединение с фидером. Таким образом, тонкие отливки могут подаваться под давлением через литниковую систему. Тонкие и легкие отливки подходят для многократного литья в одной форме, для которой управление литником / литником дает наилучший выход. Эта система разделяет функции штуцера и подключения фидера и позволяет использовать метод со значительным модулем упругости до 1 см.

Трудности, возникающие при использовании литниковой системы для подачи под давлением, обсуждались Heine ⁵⁰.Частая причина усадки — слишком холодный утюг после заливки. Калибровка в Рис. 5.24 указывает температуру заливки, но основана на температуре после заливки. Температура после заливки может быть ниже температуры заливки тонких отливок. В этом случае контактный модуль упругости, рассчитанный с использованием температуры заливки и Рис. 5.24 , будет меньше требуемого. Соединение рано замерзнет, и давление расширения должно будет удовлетворять сжатию жидкости.Его может быть недостаточно для компенсации вторичной усадки. Дефекты часто имеют вид вытяжек или впадин на рифленой поверхности. Непосредственно нанесенная подача является успешной при условии, что модуль упругости небольшой, форма является прочной и можно поддерживать адекватный контроль температуры разливки. Этот метод обеспечивает хороший выход разливки, свободу в проектировании системы и минимальные затраты на зачистку.

Конструкция без кормушки обеспечивает максимальный выход, но для ее успеха должны быть соблюдены строгие условия.

1.: Температура заливки должна быть ниже 1350 ° C, чтобы расширение жидкости началось сразу после заливки.
2.: По той же причине модуль основной части отливки должен быть больше 2,5 см.
3.: Металлургическое качество должно быть достаточно хорошим, чтобы чугун отображал характеристики кривой типа a, показанные на Рисунок 5.13 . Этому способствует высокий C.E.V. (∼ 4,2), низкое содержание Mn и Cr, хорошая практика посева.
4.: Конструкция затвора должна способствовать замерзанию сразу после, но не во время заливки. Подходящие ворота имеют прямоугольную форму толщиной 13–16 мм, шириной примерно в четыре раза больше толщины и длиной, превышающей ширину. Может потребоваться несколько ворот, чтобы обеспечить время заливки. Они предотвратят развитие горячих точек.
5.: Полностью жесткие формы необходимы для предотвращения пластической деформации формы под действием высокого давления расширения жидкости.Руль и тормоз должны прочно скрепляться болтами или зажимами.
6.: Система литников должна быть спроектирована так, чтобы выравнивать градиенты температуры в форме во время затвердевания. Быстрая заливка желательна, чтобы предотвратить потерю температуры во время заливки и избежать нагрева верхней части формы излучением. Быструю заливку способствуют вентиляционные отверстия, полностью входящие в колпак.

Хотя есть много примеров успешного применения конструкции без питателя ³⁶, она ограничена ограниченным классом конструкции отливок и чрезвычайно требовательна к металлургическому контролю и контролю качества форм.Некоторое расширение наблюдается у всех форм, кроме цементных. При выборе температуры заливки необходимо учитывать и другие факторы помимо уменьшения усадки жидкости. Несоблюдение условий 3 и 4 является наиболее частой причиной внутренней пористости. Углубления на поверхности часто возникают, когда другие условия не выполняются. Их можно избежать, разместив небольшой глухой питатель (объем ∼ 0,02 V _c) на верхней части отливки.

Слепые питатели используются в третьем применяемом методе кормления — кормлении со сбросом давления.Этот подход используется, когда условия для других применяемых методов кормления не могут быть удовлетворены. Это случай комбинации слабой изложницы и большого модуля упругости литья (см. , рис. 5.23, ). Подача сброса давления используется для производства отливок из серого чугуна средней и высокой плотности без пористости в формах из сырого и ракушечного песка. Принцип метода заключается в использовании глухих питателей для снятия давления расширения жидкости, которое в противном случае привело бы к пластической деформации формы, но оставило давление жидкости, достаточное для обеспечения того, чтобы жидкость оставалась выше атмосферного давления на заключительных стадиях затвердевания.Это достигается за счет заполнения полости формы и глухого питающего комплекса с помощью литниковой системы, предназначенной для закрытия ворот сразу после заливки. Транспортировка жидкости из питателя в отливку удовлетворяет усадку жидкости, возникающую при охлаждении отливки и питателя.

Размещение питателя должно обеспечивать, чтобы требуемый исходный металл (2–3 об.% В зависимости от модуля упругости) находился в той части питателя, которая находится выше самого верхнего уровня отливки. По этой причине предпочтительнее использовать верхние кормушки. Пустота, образованная в глухом питателе, используется для сброса давления жидкости во время периода расширения за счет движения жидкости из отливки в питатель.Сброс давления прекращается после повторного заполнения питателя. Следовательно, размер пустоты необходимо контролировать, чтобы обеспечить желаемый уровень давления жидкости для заключительных стадий затвердевания.

Разнообразный и часто непредсказуемый характер комбинированного влияния множества факторов, влияющих на характеристики объемной температуры серого чугуна, в прошлом делали разработку системы сброса давления делом проб и ошибок. Однако недавно Карсай подробно описал процедуру проектирования ³⁶.Анализ обеспечивает максимальный выход разливки и минимальные затраты на снятие питателя. Он основан на том критерии, что после достижения желаемого давления жидкости дальнейший перенос жидкости не требуется, и контакт питателя и питателя должен замерзнуть в этот момент времени.

Размеры питателя рассчитываются путем приравнивания выражений на основе уравнения Чворинова для времени, необходимого для достижения диапазона безопасного давления расширения и проницаемости жидкости в системе питателя.Это приводит к выражению в форме M _T = fM _S, показанному на рис. 5.25 . M _T — это модуль упругости системы подачи, соответствующий пределу переноса жидкости, который считается происходящим, когда система на 75% состоит из твердого вещества. M _S — модуль значительного (тяжелого) сечения. Коэффициент f определяется по формуле:

Рисунок 5.25. Соотношение между модулем упругости, необходимым для переноса жидкости, M _T и значимым модулем, M _s.Низкие значения в заштрихованной области могут использоваться с чугунами высокого металлургического качества

(по ссылке 36)

, где X — это доля твердого вещества, присутствующего при достижении желаемого давления расширения жидкости в значительной части. Значение X будет варьироваться от 0 (чугун все еще полностью жидкий, когда весь перенос был осуществлен) до 0,75 (жидкость больше не может проникать в комплекс разливки / питателя). Таким образом, f изменяется от 0,57 до 1,0 в зависимости от характеристик затвердевания чугуна, которые зависят от типа чугуна и металлургического качества.Модуль упругости питателя M _f должен равняться передаточному модулю M _T.

Заштрихованная область на рис. 5.25 обозначает рабочий диапазон. Низкие значения M _T следует выбирать для чугунов хорошего металлургического качества и наоборот. Выбор более высокого модуля упругости увеличивает безопасность конструкции, но увеличивает производственные затраты. Контакт питателя должен замерзнуть одновременно с устройством подачи. Модуль упругости при действующем контакте M _n должен равняться модулю передачи.Однако отсутствие охлаждающих поверхностей на стыках разливки и питателя означает, что действующий модуль упругости в 1,5–2 раза больше модуля тела того же размера и формы, охлаждаемого со всех сторон. Следовательно, контактный модуль может быть уменьшен до 0,6 M _T. M _n зависит от качества чугуна через зависимость M _T, и практика показала, что значение M _n в диапазоне от 0,35 до 0,55 M _S является подходящим.

В отличие от прямого кормления, контакт питателя должен быть настолько коротким, насколько позволяет формовка. Можно сделать контакт питателя с сегментом более тонким, чем ответственный, при условии, что модуль упругости сегмента, отделяющего ответственный сегмент от контакта питателя, равен или превышает M _T. Жидкость должна иметь возможность переходить от разливки к питателю.

Факторы, влияющие на предел переноса жидкости, включают тип железа, модуль упругости, качество и геометрическую форму железа.Heine ⁵⁰ обсудил эти факторы, в частности, ограничения, связанные с изменениями геометрии стержней и форм пластин. На рис. 5.26 показаны расстояния переноса в пластинчатых отливках. Как и в случае с другими методами кормления, желательна постоянная температура розлива. Однако, в отличие от предыдущего метода, следует использовать высокую температуру заливки (от 1370 до 1430 ° C). Устройство подачи звука обычно указывает на звук в системе подачи со сбросом давления. Однако это не тот случай, если задержка замерзания затвора позволяет литнику подпитывать сжатие жидкости.Если это произойдет, пустота, образовавшаяся в питателе, будет слишком маленькой, чтобы обеспечить необходимый сброс давления. Форма будет расширяться, и давление жидкости снизится ниже необходимого для предотвращения вторичной усадки. В этих условиях кормушка будет прочной, а отливка пористой.

Рисунок 5.26. Расстояния переноса жидкости в пластинах с шаровидным железом в зависимости от модуля и качества железа: a — хорошее металлургическое качество; б, низкое металлургическое качество

(после ссылки 36)
Методика расчета, описанная Карсаем, может быть использована с открытыми питателями.Однако, если значение M _T, выбранное для открытого питателя, слишком велико и приводит к тому, что контакт питателя и питателя становится проницаемым до конца периода расширения, все давление расширения будет использоваться для транспортировки жидкости из литье в питатель, и в отливке возникнет вторичный дефект усадки. Слепые питатели избегают этой возможности, ограничивая возможный объем транспортировки жидкости. Если выбранный M _T слишком мал, питатель преждевременно замерзает и в нем происходит глубокая усадка трубы.Давление расширения жидкости расширяет форму, в результате чего получается увеличенная пористая отливка.
На рис. 5.27 показана отливка ступичного колеса, используемая для иллюстрации ⁵⁶ случая, когда переход от обычной подачи, приводящей к неприемлемой пористости, к подаче для сброса давления устранил дефекты усадки. Компонент был изготовлен из сфероидального чугуна хорошего качества в соответствии со спецификациями ASTM A536-80 сорт 65-45-12 или BS 2789 (1985) сорт 420/12.
Рисунок 5.27.а — вид в разрезе отливки ступицы и прикрепленного глухого питателя в масштабе 5: 1; (b) Схематическое изображение системы спуска и подачи
(после ссылки 56)

Следующие шаги были использованы при выполнении процедуры проектирования для системы работы под давлением и системы подачи со сбросом давления. Отливка была разделена на три сегмента со значениями модуля M ₁ = 1,25 см, M ₂ = 2,2 см и M ₃ = 1,95 см. Модуль упругости превышает 1 см.Поскольку использовались формы из зеленого песка, была выбрана подача со сбросом давления. Значимый модуль составлял 2,2 см. Модуль передачи 1,25 см был выбран из , рис. 5.24, . Слепой питатель стандартной формы с размерами, показанными на рис. 5.27 , был использован для обеспечения модуля упругости 1,25 см. Питатель был подсоединен к сегменту 1. Используемый контактный модуль составлял 0,67 M _T, и это удовлетворялось прямоугольным контактом 5 на 2.5 см. Достаточное количество исходного металла (3 об.%) Присутствовало над верхней частью отливки для удовлетворения жидкого сжатия. Требуемая площадь поперечного сечения штуцера в ходовой системе составляла 4,2 см ². Это удовлетворило одним литником на отливку и размером 4 на 1 см. Модуль упругости затвора составлял 0,4 см, что составляло примерно одну треть контактного модуля. Он был достаточно маленьким, чтобы обеспечить закрытие ворот вскоре после заливки. В соответствии с принципами конструкции системы работающей под давлением, площадь поперечного сечения направляющей штанги варьировалась от 2 до 4 раз больше площади штуцера, а высота была вдвое больше ширины, 7 на 3.5 см в средней точке. Диаметр литника 4,35 см, заполняющего две отливки, удовлетворяет уравнению (5.2). Объем двух отливок составил 19 680 куб. См, питателя и контакта 1050 куб. См, литника и резервуара 1020 куб. См, литника 820 куб. См, литника 16 куб. Это дает выход модели 86,5%.

Контролируемая заливка и подача потока по «H» -процессу стала прорывом в системе вентиляции и подачи небольших отливок с высочайшей степенью целостности. Производятся стержни, которые имеют половину оттиска отливки с каждой стороны и с одной или обеих сторон, втулки или бегунка.Жилы собираются вертикально. Они располагаются друг за другом целыми деталями и скрепляются между собой болтами. Как показано на Рис. 5.28. отверстия, проделанные секцией бегунка / питателя, обеспечивают средства для заливки всей линии отливок.

Рисунок 5.28. Последовательность заливки и подачи в процессе «H»

Конструкция системы уравновешивает скорость, с которой она заполняет отливку, со скоростью, с которой она заполняет глухой питатель над каждой разливкой, так что питатель и сама отливка должны быть почти заполняется до того, как металл перейдет через плотину в следующую отливку.Таким образом, отливки заполняются последовательно, а питатель над каждой отливкой всегда содержит горячий металл. Этот горячий питатель способствует направленному отверждению. Нагревая прилегающий песок, можно использовать желоб меньшего размера, что облегчает зачистку. Лопер описал аналогичную технику литья. ⁵⁷

Коэффициент теплового расширения материалов

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла.Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но разные материалы реагируют на приложение тепла по-разному, .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность — это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Коэффициент теплового расширения материалов

Тепловое расширение обычно представляет собой тенденцию вещества изменять свои размеры в ответ на изменение температуры.Обычно это выражается как относительное изменение длины или объема на единицу изменения температуры. Тепловое расширение характерно для твердых тел, жидкостей и газов. В отличие от газов или жидкостей твердые материалы, как правило, сохраняют свою форму при тепловом расширении. Коэффициент линейного расширения обычно используется для описания расширения твердого тела, тогда как коэффициент объемного расширения более полезен для жидкости или газа.

Коэффициент линейного теплового расширения определяется как:

, где L — это конкретное измерение длины, а dL / dT — это скорость изменения этого линейного размера на единицу изменения температуры.

Объемный коэффициент теплового расширения является самым основным коэффициентом теплового расширения и наиболее актуален для жидкостей. В общем, вещества расширяются или сжимаются при изменении их температуры, причем расширение или сжатие происходит во всех направлениях.

Объемный коэффициент теплового расширения определяется как:

, где L — объем материала, а dV / dT — скорость изменения этого объема на единицу изменения температуры.

В твердом теле или жидкости существует динамический баланс между силами сцепления, удерживающими атомы или молекулы вместе, и условиями, создаваемыми температурой.

Коэффициент объемного расширения

Коэффициенты объёмного теплового расширения органических жидкостей, 10-140°С, Анилин, Ацетон, Бензол, Бромбензол, Бутанол, Гексан, Гептан, Дихлорэтан, Изопропанол…

Коэффициенты объёмного теплового расширения органических жидкостей, 10-140°С, Анилин, Ацетон, Бензол, Бромбензол, Бутанол, Гексан, Гептан, Дихлорэтан, Изопропанол…

Температурное объемное расширение жидкости — Энциклопедия по машиностроению XXL

ЖИДКОСТИ Коэффициент объемного расширения — Энциклопедия по машиностроению XXL

Коэффициент объемного расширения воды — Справочник химика 21

Коэффициент объемного расширения, формула и примеры

Определение и формула коэффициента объемного расширения

Коэффициент объемного расширения и объем тела

Коэффициент объемного расширения и плотность вещества

Связь объемного и линейного коэффициентов теплового расширения

Единицы измерения

Примеры решения задач

Коэффициент расширения теплоносителя пропиленгликоля | teplonositeli-pro.ru

Для чего необходимо знать коэффициент расширения?

Зависимость величины коэффициента расширения от температуры

Объемные коэффициенты расширения Жидкости

Тепловое расширение — Гипертекст по физике

Обсуждение

Твердые вещества

жидкости

вода

плутоний

инвар

Газы

Объемное расширение

Объемное расширение

Зависимость от коэффициента линейного теплового расширения

Как рассчитать тепловое расширение — x-engineer.org

Линейное тепловое расширение

Поверхностное тепловое расширение

Объемное тепловое расширение

Примеры теплового расширения

Калькулятор теплового расширения

Биметаллические полосы

Глава 2 Свойства вещества 2.7 Поверхностное натяжение, 2.8 Объемный коэффициент теплового расширения ｜ Список

2.7 Поверхностное натяжение Жидкость

2,8 Объемный коэффициент теплового расширения Жидкость / твердое вещество

Liquid Expansion — обзор

Нетрадиционная подача

Коэффициент теплового расширения материалов

Коэффициент теплового расширения материалов

Добавить комментарий Отменить ответ