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SUS304丸棒φ20の熱影響について
- SUS304丸棒φ20の長さ1900Ｌを1200度で移動させるときの熱影響を知りたいです。
- 移動頻度は1日2回ほどですが、SUS304丸棒φ20は曲がりやすいのでしょうか。
- お手数ですが、よろしくお願いします。
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炉中で１分間にどの程度温度上昇するか見積もってみました。 ＳＵＳ表面の放射率を０．３程度，炉にはいる前は常温（２５℃）にあるとすると，ＳＵＳ表面の熱伝達率は６８Ｗ／Ｋ・ｍ２程度と見積もることができます。 炉壁の温度が１２００℃，ＳＵＳの温度が２５℃とすると１１７５Ｋの温度差がありますから，表面積１ｍ２あたりの伝熱量は６８Ｗ／Ｋ・ｍ２×１１７５Ｋ≒８００００Ｗ／ｍ２程度 ＳＵＳ丸棒の表面積は０．１１９ｍ２ありますので，実際に伝わる伝熱量は ８００００Ｗ／ｍ２×０．１１９ｍ２≒９５００Ｗ＝９５００Ｊ／ｓ ＳＵＳ丸棒の質量は約４．８ｋｇ，比熱は０．５２Ｊ／Ｋ・ｇほどでから ４８００ｇ×０．５２Ｊ／Ｋ・ｇ≒２５００Ｊ／Ｋ つまりは２５００Ｊの熱量で１Ｋ温度上昇する計算になります。 １秒あたり９５００Ｊの熱（９５００Ｊ／ｓ)が入ってきますので， 毎秒 ９５００Ｊ／ｓ÷２５００Ｊ／Ｋ＝３．８Ｋ／ｓ程度の温度上昇すると計算されます。 ６０秒間１２００Ｋの環境に曝されるとすると ３．８Ｋ／ｓ×６０ｓ＝２２８Ｋほど温度上昇すると計算できます。 （略算ですので，誤差はご容赦ください。どなたか検算して頂けると有難く思います。） この結果だけみると，６０秒間１回の１２００℃環境の影響で，ＳＵＳの耐熱性が問題となる温度まで上昇することは無さそうです。但し，表面酸化が進行すると放射率が上がって入熱量が増えますので，もっと温度が上がることになります。 また，均一に加熱されずにＳＵＳ棒に温度分布ができた場合は，熱膨張の差によって曲がりが発生する可能性はあると思います。（塑性変形ではないので，温度が均一状態になれば元に戻るはずですが） 先の試算に加えて，常温の間に放置されている間にどの程度温度が下がるか見積もってみました。 計算は省略しますが，１分間１２００℃，２９分間２５℃のサイクルを繰り返すと，およそ１２０℃と３５０℃の間で温度上昇／下降をくり返すようです。
耐熱温度が800℃程度だったと思いますから、影響がないということはないでしょう。
お礼
耐熱温度ですか、なるほど トライしてみます。 ありがとうございました。
お礼
ご連絡遅くなりすいません。 具体的に計算して頂きありがとうございます。 すごく分かり易いです。 違う丸径でも同じ様に見てみます。 ありがとうございました。