Upload
udristioiu-vasile
View
220
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Plasma _aplicatii
Citation preview
4.6 Aplicaii numerice
Aplicaia 1 S se calculeze viteze de tiere cu plasm a unei piese din oel inoxidabil cu grosimea mm30= . Tierea se face cu arc de plasm folosind aerul ca gaz
plasmagen, iar parametrii electrici sunt: A200I p = , tensiunea plasmei V80U a = ,
randamentul electric 84,01 = . Limea tieturii mm8b= . Caracteristicile de
material: densitatea 33 m/kg1086,7 = , conductivitatea termic K/m/W60= ,
cldura specific volumic K/m/J1066,3c 36= , temperatura de topire C1530 o= .
Viteza de tiere se calculeaz cu formula :
=
cb
IUv
pa
unde: aU este tensiunea plasmei, pI este curentul din plasm, b este limea tieturii,
este grosimea piesei, c este cldura specific masic, este densitatea, este
temperatura de topire, 21 = , 2 randamentul termic ce se determin din graficul
experimental, figura , funcie de variabila criterial:
=
pa1 IU
2992,41530601030
2008074,03
=
=
Rezult: 275,02 = .
Prin nlocuire se calculeaz viteza:
hmv /72,8108,55991081030
20080275,074,0633=
=
Aplicaia 2
S se calculeze limea tieturii la tierea cu plasm a unei piese din cupru cu
grosimea mm20= , cunoscnd c kWIU pa 20= , 168,021 == , iar viteza de
tiere hmv /32= . Caracteristicile de material ale cuprului: cldura specific
volumic KmJc //1045,3 36= , conductivitatea termic KmW //393= , densitatea 33 /1093,8 mkg= , temperatura de topire Co1083=
Din formula vitezei de tiere se deduce expresia de calcul a limii tieturii:
=
cv
IUb
pa
Prin nlocuire rezult:
Capitolul 4 Tehnologii de prelucrare cu plasm[
mmmb 38,600638,010831045,31020108,8
1020168,0633
3
==
=
Aplicaia 3
Variaia experimental a tensiunii plasmei aU funcie de debitul de aer Daer ,
la tierea cu plasm a unei table din oel inoxidabil cu grosimea mm15= este
exprimat cu ajutorul vectorilor obinui prin citirea punct cu punct a graficului
experimental [50]:.
][150]140135120110100[90a VU =
min]/[130]110100807050[40D aer l=
S se traseze graficul de variaie al vitezei de tiere funcie de tensiunea plasmei i funcie de debitul de aer, folosind Matlab, dac limea tieturii mm2b= ,
AI p 440= , 75,01 = . Caracteristicile termofizice ale oelului inoxidabil sunt:
densitatea 33 /1086,7 mkg= , conductivitatea termic KmW //60= , cldura
specific volumic KmJc //1066,3 36= , temperatura de topire Co1530= .
Cu ajutorul unei proceduri realizate cu Matlab se trasez graficul
corespunztor datelor experimentale, figura 4.13:
Figura 4.13 Dependena experimental Ua=f(Daer)
Se calculeaz viteza de tiere:
Capitolul 4 Tehnologii de prelucrare cu plasm[
=
cb
IU)U(v
pa
a
=
pa1
a
IU)U(
Va rezulta: ))U(()U( a21a = ;
Reprezentarea grafic a dependenei v=f(Ua) cu ajutorul Matlab este artat n
figura 4.14:
Dependena vitezei de tiere funcie de debitul de aer este dat de relaia i
reprezentat n figura 4.15:
=
cb
I)D(U)D(v
paera
aer
Figura 4.14 Dependen\a vitezei de t[iere func\ie de tensiunea plasmei
Capitolul 4 Tehnologii de prelucrare cu plasm[
Figura 4.15 Dependena vitezei de tiere funcie de debitul de aer
Pentru Ua =90V i Ip = 440A, dac grosimea tablei din oel inoxodabil variaz
ntre 5...50mm, se obine variaia vitezei de tiere funcie de grosimea tablei, figura
4.16:
Figura 4.16 Dependena vitezei de tiere funcie de grosimea materialului
Se constat, din analiza graficelor de mai sus, creterea vitezei de tiere cu
creterea tensiunii plasmei i respectiv cu creterea debitului de gaz plasmagen.
Analiza grafic a mrimilor permite determinarea coordonatelor oricrui punct de
funcionare a instalaiei din punct de vedere al tensiunii plasmei, corelat cu debitul de
gaz i al vitezei de tiere. Dac grosimea tablei crete scade viteteza de tiere, pentru
paranetrii electrici constani.
Aplicaia 4 La tierea unor table din aluminiu cu grosimile de 110mm, 130mm, 150mm se folosete argon i hidrogen, debitul de argon fiind pstrat constant. Tensiunea plasmei Ua funcie de debitul de hidrogen este exprimat vectorial, prin citirea punct
cu punct a curbelor experimentale din literatura din domeniu [23].
Cele trei dependene grafice sunt prezentate n figura 4.17. Stiind c s-a lucrat cu Ip= 440A, limea tieturii b= 5,6mm i randamenul
electric 74,0=e , s se traseze graficul de variaie al vitezei de tiere pentru cele trei
grosimi de tabl, funcie de tensiunea plasmei i debitul de hidrogen. S se traseze grafic variaia vitezei de tiere funcie de grosimea tablei pentru Ua=100V, Ip=440A. Caracteristicile termofizice ale aluminiului sunt: conductivitatea termic KmJ //220= cldura specific masic KkgJc //950= , densitatea
33 /107,2 mkg= , temperatura de topire Co658=
Capitolul 4 Tehnologii de prelucrare cu plasm[
Folosind Matlab ca mediu automat de calcul pentru prelucrarea datelor experimentale i a mrimilor de calcul, cu ajutorul relaiilor de calcul prezentate
anterior se traseaz graficele:
Figura 4.17 Variaiile experimentale ale tensiunii plasmei funcie de debitul de
hidrogen la tierea unei table din oel inoxidabil cu grosimea de 15mm
Figura 4.18 Dependena vitezei de tiere funcie de debitul de hidrogen
Dependena grafic a vitezei de tiere funcie de tensiunea plasmei este
prezentat n figura4.19. Se constat creterea vitezei cu creterea tensiunii plasmei, iar
pentru aceeai valoare a tensiunii plasmei, viteza de tiere crete pentru grosimi mai
mici ale tablei.
Capitolul 4 Tehnologii de prelucrare cu plasm[
Figura 4.19 Dependena vitezei de tiere funcie de tensiunea plasmei
#n graficul de mai jos s-a reprezentat comparativ, dependena vitezei de tiere
fincie de grosimea tablei pentru dou materiale aluminiu i oel inoxidabil. Se poate
observa c la aceeai parametri electrici ai instalaiei de tiere (Ua i Ip), viteza de
tiere depinde de caracteristicile termofizice ale materialului i prin urmare viteza de
tiere este mai mare la aluminiu
Figura 4.20 Graficul comparativ
al dependen\ei vitezei de t[iere
la t[ierea a dou[ materiale:
aluminiu ]i o\el inoxidabil