Стальная болванка цилиндрической формы диаметром

Обновлено: 20.01.2025

Для различных изделий сложной формы и профиля, с наличием прорезей и отверстий очень трудно рассчитать вес, а это очень важный момент – для транспортировки, для расчета монтажных параметров, для конструкторской документации и других целей. Процесс взвешивания также представляет собой сложности, особенно, когда изделия крупногабаритные – например, трубы, валы, турбины, металлические или деревянные конструкции, изделия из бетона и железобетона и т.д., или же вес небольшой детали, но сложной конфигурации.

Но, узнать точную массу таких изделий можно гораздо проще на нашем сайте

Мы предлагаем Вашему вниманию универсальный интерактивный калькулятор массы для самостоятельного расчета массы изделий самой разной формы из материалов цилиндрической или листовой формы. Его особенность в том, что он позволяет узнать вес детали или изделия не только из металлопроката и сплавов, но и любых других материалов: дерева и МДФ, пластиков и полимеров, бумаги, картона, резины, бетона, кирпича. Сделать это можно просто внеся габаритные показатели детали с вычетом размеров отверстий и прорезей, а также, величину коэффициента плотности материала, из которого деталь изготовлена. Точные данные можно найти в представленной рядом таблице.

Диаметр Длина Плотность
мм мм кг/мм 3
Масса общая
кг
Длина Ширина Толщина Плотность
мм мм мм кг/мм 3
Масса общая
кг

Масса цилиндрической детали рассчитывается следующим образом:

• В соответствующие поля калькулятора массы внести размерные показатели: диаметр, длину и справочную плотность материала – калькулятор рассчитает общую массу изделия.
• Второй шаг – если на изделии есть выступы, ступени – надо добавить их габариты.
• И третий шаг – вычесть размеры отверстий, выемок, прорезей.
• Результат – точная расчетная масса цилиндрической детали.

Масса детали из листа рассчитывается следующим образом:

• В соответствующие поля калькулятора массы внести размерные показатели: ширину, длину, толщину и справочную плотность материала – калькулятор рассчитает общую массу изделия.
• Второй шаг – если на изделии есть выступы – надо добавить их габариты.
• И третий шаг – вычесть размеры прямоугольных или круглых отверстий.
• Результат – точная расчетная масса детали из листа.

Наш калькулятор массы изделий будет полезен как конструктору, так и для заказчиков, ведь он позволяет очень быстро и почти со 100%-точностью получить необходимые данные относительно веса изделия без сложных математических расчетов и процедуры взвешивания.

Обратите внимание, что по умолчанию в калькуляторе стоит масса марки стали 40 ГОСТ 1050-88.

Стальная болванка цилиндрической формы диаметром

Решение задач по гидравлике

Решение задач по гидравлике запись закреплена

Теплопроводность при нестационарном режиме

2-1. Резиновая пластина толщиной 2δ = 20 мм, нагретая до температуры t0 = 140°С, помещена в воздушную среду с температурой tж = 15°С.

Определить температуры в середине и на поверхности пластины через τ = 20 мин после начала охлаждения.

Коэффициент теплопроводности резины λ = 0,175 Вт/(м · °С). Коэффициент температуропроводности резины а = 0,833 · 10-7 м2/с. Коэффициент теплоотдачи от поверхности пластины к окружающему воздуху α = 65 Вт/м (м · °С).

2-2. Для условий задачи 2-1 определить температуру на расстоянии х = δ/2 = 5 мм от середины пластины. Определить также безразмерные температуры в середине и на поверхности пластины расчетным путем и сравнить результаты расчета со значениями Θх = 0 и Θх = δ, полученными в задаче 2-1.

2-3. Определить промежуток времени, по истечении которого лист стали, прогретый до температуры t0 = 500°С, будучи помещен в воздушную среду, температура которой tж = 20°С, примет температуру, отличающуюся не более чем: на 1% от температуры окру­жающей среды.

Толщина листа 2δ = 20 мм, коэффициент теплопроводности ста­ли λ = 45,5 Вт/ (м · ºС); теплоемкость стали с = 0,46 кДж/(кг · °С), платность стали ρ = 7900 кг/м3. Коэффициент теплоотдачи от поверх­ности листа к окружающему воздуху α = 35 Вт/(м2 · º С).

Указание. Для оценки характера распределении температу­ры по сечению листа стали подсчитаем значение критерии Бно:

Так как Bi « 0,1, то можно температуру по сечению пластины считать одинаковой во всех точках и воспользоваться формулой

2-4. Определить время τ, необходимое для нагрева листа стали толщиной 2δ = 24 мм, который имел начальную температуру t0 = — 25°С, а затем был помещен в печь с температурой tж = 600°С. Нагрев считать законченным, когда температура листа достигнет значении t = 450°С.

Коэффициент теплопроводности, теплоемкость и плотность ста­ли равны соответственно λ = 45,4 Вг/(м · ºС); с = 0,502 кДж/(кг · °С); р = 7800 кг/м3, а коэффициент теплоотдачи к поверхности листа α = — 23,3 Вт/(м2 · °С).

2-5. Длинный стальной вал диаметром d = 2 r0 = 120 мм, который имел температуру t0 = 20°С, был помещен в печь с температурой tж = 820°С.

Определить время τ, необходимое для нагрева вала, если нагрев считается законченным, когда температура на оси вала tг = 0 = 800°С. Определить также температуру на поверхности вала tг = г в коне нагрева.

Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности стали равны соответственно λ = 21 Вт/(м · °С); а = 6,11 · 10-6 м2/с. Коэффициент теплоотдачи к поверхности вала α = 140 Вт/(м2 · °С).

2-6. Определить значения температур на поверхности и на оси вала в условиях задачи 2-5 по истечении 20 и 40 мин после загрузки вала в печь.

2-7. Для условий задачи 2-5 определить температуру на расстоянии r = 0,5 r0 от оси вала через τ = 20 мин после начала нагрева.

Определить также расчетным путем температуры на поверхности и оси вала по истечении того же промежутка времени и сравнить результат расчета с ответом к задаче 2-6.

2-8. Стальной слиток, имеющий форму параллелепипеда с размерами 200 × 400 × 500 мм (рис. 2-5), имел начальную температуру t0 = 2°С, а затем был помещен в печь с температурой tж = 1400°С.

Определить температуру tц в центре слитка через τ = 1,5 ч после загрузки его в печь.

Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности стали соответственно равны λ = 37,2 Вт/(м · °С), а = 6,94 ° 10-6 м2/с, а коэффициент теплоотдачи на поверхности слитка α = 186 Вт/(м2 × °С).

2-9. При условиях нагревания слитка, рассмотренных в задаче 2-8, найти температуры в серединах гранен размером 200 х 400 мм и 200 х 500 мм.

2-10. Стальная болванка цилиндрической формы диаметром d = 80 мм и длиной l = 160 мм (рис. 2-7) в начальный момент времени была равномерно нагрета до температуры tс = 800ºС. Болванка охлаждается на воздухе, который имеет температуру tж = 30°С.

Определить температуру в центре болванки tх = 0; r = 0 и в середине торце­вой поверхности tr = 0; х = 1/2 через τ = 30 мин после начала охлаждения.

Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности стали равны соответственно: λ = 23,3 Вт/(м ·°С), а = 6,11· 10-6 м2/с.

Коэффициент теплоотдачи от по­верхности болванки α = 118 Вт/(м2·°С).

2-11. При условиях охлаждения стальной болванки, рассмотрен­ных в задаче 2-10, определить температуру в центре болванки и в середине торцевой поверхности, если ее размеры увеличены в 2 ра­за, т. е. d = 160 мм и l = 320 ум, а все остальные условия остаются без изменений.

2-12. Длинная стальная балка прямоугольного сечения с размерами в поперечном сечении 400 х 320 мм в начальный момент време­ни имела температуру t0 = 1000°С, а затем была помещена для охлаждения в среду с температурой tж = 20ºС.

Коэффициент теплопроводности стали λ = 32 Вт/(м · °С) и температуропроводности а = 7 · 10-6 м2/с; коэффициент теплоотдачи с поверхности балки в процессе охлаждения оставался постоянным и равным 170 Вт/(м2 · °С).

Рассчитать температуру на оси балки для τ = 1, 2, 3 и 4 ч после начала охлаждения.

2-13. Стальная пластина толщиной 2δ = 400 мм нагревается в печи, имеющей постоянную температуру tж = 800°С. Температура пластины в момент помещения ее в печь была всюду одинаковой и равно t0 = 30°С. Коэффициент теплоотдачи к поверхности пластины в процессе нагрева оставался постоянным и равным α = 200 Вт/(м2 × °С). Два других размера пластины велики по сравнению с толщиной и температурное поле пластины можно рассматривать как одномерное.

Определить количество теплоты, которое будет подведено к 1 м2 пластины в течение 2 ч после начала нагрева. Коэффициент теплопроводности стали λ = 37,2 Вт/(м · °С) и температуропроводности а = 7 · 10-6 м2/с; плотность ρ = 7800 кг/м3.

2-14. Стальной цилиндр диаметром d = 500 мм охлаждается в среде, имеющей постоянную температуру tж = 15°С. В начальный момент времени температура цилиндра была всюду одинакова: t0 = 450ºС. Коэффициент теплоотдачи во всех точках поверхности ци­линдра в процессе охлаждения оставался постоянным и равным 160 Вт/(м2 · ºС).

Коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и плотность стали соответственно равны: λ = 49 Вт/(м · °С); а = 1,4 · 10-3 м2/с; ρ = 7850 кг/м3.

Определить количество теплоты, которое будет отдано 1 м ци­линдра окружающей среде в течение трех часов после начала ох­лаждения.

2-15. Стальная болванка в форме прямоугольного бруска с размерами сторон 180 x 360 х 280 мм нагревается в печи с постоянной температурой tж = 800°С. Все точки болванки перед началом нагрева имели одинаковую температуру t0 = 20°С. Коэффициент теплоотдачи к поверхности всех граней бруска в процессе нагрева оставался постоянным и равным 200 Вт/(м2 · °С).

Коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и плотность стали соответственно равны: λ = 37,2 Вт/(м · °С); а = 7 · 10-6 м2/с; ρ = 7800 кг/м3.

Определить количество теплоты, ко­торое воспримет брусок в течение 2,5 ч после начала нагрепа.

2-16. Стальная цилиндрическая болванка диаметром d = 620 мм и длиной l = 700 мм охлаждается в среде с постоянной температу­рой tж = 20°С. Температура болванки до начала охлаждения была t0 = 600°С. Коэффициент теплоотдачи с поверхности болванки в про­цессе охлаждения оставался постоянным и равным 160 Вт/(м2 · °С).

Коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и плотность стали соответственно равны: λ = 49 Вт/(м · °С); а = 1,4 · 10-5 м2/с; ρ = 7850 кг/м3.

Определить количество теплоты, которое будет отдано цилинд­ром окружающей среде через 2,8 ч после начала охлаждения.

2-17. Кирпичная стена толщиной 2δ = 500 мм обеими поверхно­стями соприкасается со средой, имеющей постоянную температуру 18°С. Коэффициенты теплопроподности, температуропроводности и плотность материала соответственно равны: λ = 0,7 Вт/(м · °С); а = 0,647 · 10-6 м2/с; ρ = 1700 кг/м3.

Как изменится температура на поверхности и в середине клад­ки в течение 1 ч, если температура среды внезапно понизилась до 8°С? Коэффициент теплоотдачи с поверхности кладки остается по­стоянным и равным 7 Вт/(м2 · °С).

2-18. В экспериментальной установке для определения коэффи­циента температуропроводности твердых тел методом регулярного режима исследуемый материал помешен в цилиндрический калори­метр диаметром d = 50 мм и длиной l = 75 мм. После предваритель­ного нагрева калориметр охлаждается в водяном термостате (рис. 2-8), температура воды tж в котором поддерживается постоян­ной и равной 20°С.

Вычислить значение коэффициента температуропроводности испытуемого материала, если в процессе охлаждення после наступ­ления регулярного режима температура образца в месте заделки термопары за Δτ = 7 мни уменьшилась с t1 = 30°С до t2 = 22°С.

2-19. В экспериментальной установке для определения коэффи­циента теплопроводности твердых тел методом регулярного режима исследуемый материал помещен в шаровой калориметр радиусом r0 = 30 мм. После предварительного нагрева калориметр охлаждает­ся в воздушном термостате, температура в котором поддержи­вается постоянной и равной 20°С.

В результате предварительных исследований установлено, что коэффициент теплоотдачи от поверхности калориметра к окружаю­щему воздуху а = 7 Вт/(м2 · °С) и коэффициент температуропровод­ности материала а = 3,47 · 10-7 м2/с (см. задачу 2-18).

Вычислить коэффициент теплопроводности испытуемого мате­риала, если в процессе охлаждения после наступления регулярного режима температура в центре калориметра за Δτ = 15 мин уменьши­лась от t1 = 27°С до t2 = 24°С.

2-20. Определить темп охлаждения тела, имевшего при τ = 0 равномерную температуру t0 = 210°С. Тело было помещено для охлаж­дения в среду с постоянной температурой tж = 195°С. Результаты измерения избыточной температуры тела во времени в делениях шкалы гальванометра приводятся ниже:

τ, мин… 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Число де­лений . . 330 300 281 262 245 230 214 200 187 175 165 155 145 131,5 129

2-21. Определить коэффициент теплоотдачи при свободной кон­векции от поверхности шара к воздуху. Шар диаметром d = 60 мм выполнен из стали и в период регулярного охлаждения имел темп охлаждения m = 16,7 · 10-5 1/с. Принять коэффициент неравномерно­сти распределения температуры ψ = 1.

Плотность н теплоемкость стали равны: ρ = 7900 кг/м3; с = 460 Дж/(кг · °С).

Читайте также: