Способ определения распределенности теплового потока от источника нагрева

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ НИ К АВ КОМУ С ЕЛЬСТВ источника теп определяют те чении пластин метр норм полученной т Дополнитель мощность исто ют распредел пятну нагрева по пятну нагре пературу в поп Затем рассчит ьного расп мпературной зизмеряют эф ника. После это ность тепловог ва, Вначале еречном сеывают пара ределения висимости, фективную о определяо потока по ы ал лавлением.- 24.РАСП РЕДЕОКА ОТ ИСц(г) =/202 ой поток. пе металлу на цц - эффектипособам изт источника лию преимубыть испольике. Цель ости измерего потока от где ц(г) - теплоисточника теплаоси источника;источника теплараспределениязависимости. 1 редаваемыи от асстоянии г от вная мощность р нормального температурной Диаме распреде нормальн муле ятнемзако Он = 3,46/Для определения ртеплового потока ц(г) поточника вначале оцениванагрева по формуле (2).мают ориентировочноданным, округляя е о в стК, По полученному значенют радиус пятна нагреввыбирают число точек заЧисло точек должно бытьменьшего числа точек неределения параметровпределения. Затемрасстояние между точкам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Тольяттинский политехнический инсттут(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯЛЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТТОЧНИКА НАГРЕВА(57) Изобретение относится к смерения тепловых потоков отепла к обрабатываемому издещественно при сварке и можетзовано в сварочной технизобретения - повышение точнния распределенности теплово Изобретение относится к технике измерения тепловых потоков от источника нагрева к обрабатываемому изделию, преимущественно при сварке, и может быть использовано в сварочной технике.На чертеже представлен график зависимости распределения ц(г), полученной по и редложенному способу при токе 180 А,напряжении 13,0 В, расходе аргона 5,5 л/мин.Сущность изобретения заключается, в следующем. Согласно теории сварочных ис-точников тепла распределение теплового потока от источника по пятну нагрева в большинстве случаев отвечает закону.нормального распределения(г) = цмакс ехр(-Кф ) (1) де К - параметр распределения, 1/см; 2,цмакс - максимальный тепловой поток на оси источника, Вт/см,,Фкгрева от источника сеп:)ай ельной мощности по определяется по фораспределен ностипятну нагрева исют диаметр пятна Значение К принипо литературным оронууменьшения ию Он рассчитываа В После этого мера температуры.не менее 6, так как достаточно для опнормального расрассчитывают и замера темпера 1660909туры. Для этого делят диаметр пятна нагрева на число точек замера, После этого в поперечном сечении пластины на рассчитанном расстоянии устанавливают термопары.Среднюю из термопар располагают на оси движения источника, Термические циклы термопар при движении источника записывают на регистрирующий прибор, Исследуемый источник тепла перемещают над пластиной, на которую он действует, с высокой скоростью 3 - 12 см/с перпендикулярно сечению, в котором расположены термопары, По термическому циклу термопары, расположенной на оси движения источника, фиксируют момент начала роста температуры и момент достижения максимальной температуры. В момент достижения на оси движения источника максимальной температуры измеряют температуры в других точках замера. Затем с помощью формул математической статистики определяют параметр нормального распределения полученной температурной зависимости Т(г)т(г) =техр ( -- ), ГЗ)2 о 2После этого принимают, что точное значение коэффициента сосредоточенности К = 1/2 о 2. Для определения второго параметра в формуле распределения теплового потока (1) максимальной мОЩнОсти цмакс ДО- полнительно при тех же режимах измеряют эффективную мощность источника тепла цо, Для этого на аналогичных режимах калориметрируют пластину тех же размеров и из такого же материала или измеряют полную мощность источника, а эффективную рассчитывают через эффективный КПД г/.Предложенный способ основан на одновременном установлении того, что радиальное расп ределение температур Т(г) дает близкое к действительному значение параметра сосредоточенности К, несмотря на теплоотвод от пятна нагрева в поперечном направлении и использование для определения максимальной удельной тепловой мощности источника тепла ц, Согласно теории сварочных источников тепла при распределении ц(г) по нормальному закону (1) между цмакс и эффективной мощностью источника ца существует следующая связьц К,цмакс = Т ( )С Яд Тмакс К 1Цмм10 20 25 30 раза повысить точность определения рэс 35 пределения теплового потока в условиях,40 45 50 55 Анализируя имеющиеся данные по определению цмакс и К, можно заметить, что известный способ дает достаточно точные данные о коэффициенте К и значигельно занижает максимальную мощность цмакс Для повышения точности измерения цмакс необходимо дополнительно измерить эффективную мощность цо.П р и м е р, Определяли распределение теплового потока от дуги прямой полярности с неплавящимся электродом в аргоне по предлагаемому способу, Ток дуги составлял 180 А, длина дуги Ьс) = 5 мм, напряжение на дуге 13,0 В, расход аргона 5,5 л/мин, скорость движения дуги 3 см/с. Толщина наплавляемой пластины из нержавеющей стали составляла 1 мм, температуру в поперечном сечении пластины измеряли в шести точках по одну сторону от оси движения дуги. В результате расчета параметра нормального распределения температурной зависимости получили 1/2 о = К = б, После этого2измеряли эффективную мощность дуги при тех же условиях наплавки, В результате получили ца = 1820 Вт. Затем по формуле (2) рассчитали цмакс - 3746 Вт/см-. Полученное распределение теплового потока от дуги приведено на чертеже.Предложенный способ дает распределение ц(г), промежуточное между известными способами, что свидетельствует о повышении точности измерения ц(г), Предложенный способ позволяет в два близких к условиям процесса сварки, Поэтому результаты замеров ц(г) можно использовать для расчета размеров зоны проплавления при сварке,Формула изобретения Способ определения распределенности теплового потока от источника нагрева, при котором источник перемещают с высокой скоростью относительно пластины толщиной 0,9 - 1 мм, измеряют температуру в нескольких точках поперечного сечения пластин, перпендикулярного к оси движения источника, фиксируют момент начала роста температуры на оси движения источника и в момент достижения на оси источника максимальной температуры рассчитывают параметр нормального распределения полученной температурной зависимости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют эффективную мощность источника, а распределенность теплового потока по пятну нагрева определяюг по формуле660 МЭ 5 Составитель Г.ТютченкТехред М.Моргентал едактор В.Данко Корректор М,Кучерява Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 2082 ВНИИПИ Госуд ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 источника тепла мегэллу на расстоянии г отР оси источника;ч(г) =ехр ( - в ),р - эффективная мощность источника;и- параметр нормального распределе 2 О л5 ния полученной температурной зависимогде р(г) - тепловой поток, передаваемый отсти,