[Pavel Samofalov]

Уважаемые коллеги, прошу вас помочь разобраться с вопросами связанными с распределением тепловой энергии при машинной газовой и плазменной резки.
Задача заключается в следующем – требуется рассчитать в процентном соотношении с зависимостью от режимов работы, затраты тепловой энергии на нагрев материала, сколько вылетает при этом в «трубу» и т.д. То есть, грубо говоря, требуется выяснить КПД, машин термической резки. Интересует методика расчётов, или готовые результаты.

[T-Yoke]

Сообщение от Pavel Samofalov Уважаемые коллеги, прошу вас помочь разобраться с вопросами связанными с распределением тепловой энергии при машинной газовой и плазменной резки. Задача заключается в следующем – требуется рассчитать в процентном соотношении с зависимостью от режимов работы, затраты тепловой энергии на нагрев материала, сколько вылетает при этом в «трубу»...

1. Полезная работа в данном случае это отделение заготовок расплавлением зоны стыка, значит считаем полезной работу на плавление металла в зоны контакта заготовок.

Объем раплавляемого металла=ширина стыка*длина стыка*толщина листа

Чем меньше расстояние между заготовками, тем меньше небходимо расплавить металла, и соответственно меньше затратить энергии.
2. Паразитными или вредными считаем затраты на разогрев окружающего металла заготовки, окружающего воздуха, оборудования и т.д.
Подчет затрат энергии по п.1 - это расчет идеального случая расхода энергии, поскольку нагреваем только расплавляемый шов.
А все что затратили по п. 2 это общий непроизводительный расход энергии, считать его большого смысла нет. Проще измерить общее потребление энергии установки и вычесть результат по п.1.

[Pavel Samofalov]

T-Yoke, спасибо за проявленный интерес к теме, я уже думал, что некто не заинтересуется.
По поводу первого пункта – он частично применим к плазменной резки (полностью применим лишь к резки легированных сталей и цветных металлов). А что касается газовой резки, то здесь совсем другая ситуация. При газовой резки метал, в зоне реза сгорает, что приводит к дополнительному выделению тепловой энергии.

По поводу пункта 2 – я как раз и думаю над тем, как собрать с этих "паразитов" побольше материальных благ. То есть, на данном этапе мне требуется оценить степень рациональности внедрения системы теплообмена в систему вентиляции. Исходя из полученных данных, будет принято решение о проведении дальнейших изысканий по направлению энергосбережения для систем термической резки.

[T-Yoke]

Сообщение от Pavel Samofalov ... По поводу первого пункта – он частично применим к плазменной резки (полностью применим лишь к резки легированных сталей и цветных металлов). А что касается газовой резки, то здесь совсем другая ситуация. При газовой резки метал, в зоне реза сгорает, что приводит к дополнительному выделению тепловой энергии. По поводу пункта 2 – я как раз и думаю над тем, как собрать с этих "паразитов" побольше материальных благ. То есть, на данном этапе мне требуется оценить степень рациональности внедрения системы теплообмена в систему вентиляции...

Я бы тут поспорил, но слишком давно с этим работал, по этому буду осторожен. Для начала полистаем вот это
[IMG]http://i016.***********/0802/1d/9959ca73502f.jpg[/IMG]
так вот при газовой резке, металл все же не сгорает, а скорее выдувается в расплавленом виде из зоны реза. Иначе мы бы получили плохо управляемые процессы из области химии горения металлов. Ведь наша задача максимально быстро удалить металл из зоны реза, чтобы прекратить тепловое воздействие на получаемые детали и не увеличивать паразитные затраты энергии. Возможно вентиляция (вернее поддув газа) здесь нужна впервую очередь именно для выноса расплава из зоны реза, а не для теплообмена в этой зоне. Ведь идеальный вариант, когда разогревается только зона реза. Значит надо максимально затруднить теплообмен с окружающей средой.

[Pavel Samofalov]

Неееее, T-Yoke, всё совсем не так!
Основание процесса газовой резки металла, есть не что иное, как реакция интенсивного окисления (сгорания) в струе кислорода. Струя газа выдувает преимущественно образовавшиеся окислы, количество выдуваемого расплавленного металла незначительно (количественные характеристики здесь привязаны к хим. составу). Могу если интересно привести все реакции сгорания железа в кислороде, до сих пор, ещё с универа они у меня в голове, но писать без особой надобности лень.
Процесс резки начинается с нагревания металла в начальной точке реза до температуры, достаточной для воспламенения (начала интенсивного окисления) данного металла в кислороде.
Струю кислорода принято называть режущей, но это не означает, что она служит преимущественно для удаления расплавленного металла из зоны реза, если бы это было так, то не имело бы смысла использовать дорогой кислород, можно было бы в таком случае использовать обычную струю сжатого воздуха.
Направленная на нагретый участок струя режущего кислорода вызывает немедленное интенсивное окисление верхних слоёв металла, которые, сгорая выделяют значительное количество теплоты и нагревают до воспламенения в кислороде лежащие ниже слои. Таким образом процесс сгорания металла в кислороде распространяется по всей толщине металла. Окислы из зоны реакции удаляются струёй кислорода, при этом окисляя соприкасаются с лежащими ниже слоями металла, окислы отдают металлу часть своей теплоты, производя его дополнительный подогрев и способствуя непрерывности процесса резки.
На этом пожалуй я закончу описания процесса газовой резки, хотя конечно можно ещё поговорить о таком интересном процессе как диффузия кислорода через жидкую плёнку окислов и других сопроводительных процессах, но думаю вряд ли это будет интересно форумчанам.

Я так и не нашёл методики нужных мне расчётов, сейчас начинаю работу над разработкой собственных методик.

[T-Yoke]

Сообщение от Pavel Samofalov Неееее, T-Yoke, всё совсем не так!...

Чувствую, что надо будет восстановить знания в этой области. Что значит, не моя область. Спасибо за консультацию.

[Pavel Samofalov]

Уважаемые форумчани, те кто работает на предприятиях, на которых используются управляемые ЧПУ машины разделительной термической резки, у меня к вам есть просьба:
В комплекте технической документации должны быть таблицы расхода материалов, меня очень интересуют данные по расходу ацетилена и воздуха, для разных машин. Если у вас есть возможность, то очень прошу отсканировать и поделится этими материалами.

T-Yoke, ну всего знать всё ровно не возможно, хотя конечно стремится к этому стоит. Если понадобится углублённая информация по технологиям сварки/резки, то обращайтесь, это моя академическая специальность, всегда рад помочь хорошему человеку.