Сколько времени нужно на охлаждение с 850℃ до 95℃? | Тепло- и массообмен

Добро пожаловать на Engineering Hack! В сегодняшнем видео мы рассмотрим анализ системы стержней, чтобы определить, сколько времени требуется стальному стержню, чтобы нагреться с 850℃ до 95℃. Анализ интересен тем, что мы знаем, что теплота зависит от разницы температур (ΔT), но эта ΔT изменяется по мере охлаждения стержня (т.е., снижения температуры). Это означает, что нам нужно интегрировать по времени процессов закалки (процесс закалки — это процесс, при котором мы быстро понижаем температуру аустенитной стали, чтобы получить мартенситную сталь, более твердый тип стали), чтобы учесть изменение ΔT на этом пути. Эту задачу можно решить, непосредственно применив найденное уравнение, но в решении мы фактически выводим его из фундаментальных принципов. Как обычно, я призываю вас попробовать решить задачу самостоятельно, прежде чем смотреть видео, и задать любые вопросы в разделе комментариев. Постановка задачи: В процессе закалки стальные стержни (ρ = 7832 кг/м³, cp = 434 Дж/кг·К и k = 63,9 Вт/м·К) нагреваются в печи до 850℃, а затем охлаждаются в водяной ванне до средней температуры 95℃, как показано на рисунке. Водяная ванна имеет равномерную температуру 40℃ и коэффициент конвективной теплопередачи 450 Вт/м²·К. Если диаметр стальных стержней составляет 50 мм, а длина — 2 м, определите (i) время, необходимое для охлаждения стального стержня с 850℃ до 95℃ в водяной ванне, и (ii) общее количество теплоты, переданной во время закалки стального стержня в водяной ванне. Предположим, что тепловые свойства стального стержня постоянны, и система представляет собой систему с сосредоточенными параметрами. Ответ: i) t = 251 с ii) Q = 10,1 МДж В этом видео: 00:00 Постановка задачи 00:38 Теория 02:37 Анализ задачи 03:53 Часть ii) Энергия, выходящая из стержня 07:45 Вывод уравнения системы с сосредоточенными параметрами 12:40 Часть i) требуемое время 18:28 Заключительные мысли 🎓 Можно ли доверять предоставленным ответам и решениям? Никогда не следует доверять чему-либо на 100%. Убедитесь, что вы проверяете все самостоятельно. Когда я решаю задачи, я всегда решаю их самостоятельно, а затем сверяю результаты с другими источниками. Если есть расхождения, я ищу дополнительные источники. Поэтому, хотя я не могу обещать, что все будет на 100% правильно, я могу обещать, что провел должную проверку перед публикацией. Если вам понравилось это видео, пожалуйста, нажмите на колокольчик 🔔, поставьте лайк 👍, оставьте комментарий или поделитесь им. Вы лучшие, спасибо! 🌍 Пожалуйста, подпишитесь: https://www.youtube.com/channel/UCK_YKMENZhxjuiJuDSoImKg 🎥 Смотрите больше видео: • Введение в линейный импульс: https://www.youtube.com/watch?v=LZ3Wt1Z7QIw • Энергетический подход с использованием шкива и муфты: https://www.youtube.com/watch?v=WifWfKHQuSw • Введение в задачу с шкивом и муфтой: https://www.youtube.com/watch?v=ShRZswjGx7s • Игра в бильярд: https://www.youtube.com/watch?v=UqDacB-WZKE #ИнженерныйУниверситет #решениеПроблем #ИнженерныйХак #инженерныеРешения #инженерноеУниверситетАвстралии #инженерноеУниверситет