铜管被置于单轴载荷下,铜的屈服强度为70M其弹性模量为106gpa,估计加载到屈服点时的应变,用毫应变表示,总单轴应变为1.0毫应变,计算管道中的塑性应变。
时间: 2024-03-18 22:45:03 浏览: 19
根据胡克定律,应力与应变成正比,即:
σ = Eε
其中,σ表示应力,E表示弹性模量,ε表示应变。
当铜管被加载到屈服点时,应力达到了铜的屈服强度,即:
σ = 70 MPa
代入上式,可求得应变:
ε = σ / E = 70 / 106 = 0.6604 × 10^-3
总单轴应变为1.0毫应变,即:
ε_total = 1.0 × 10^-3
塑性应变为总应变减去弹性应变,即:
ε_plastic = ε_total - ε = 1.0 × 10^-3 - 0.6604 × 10^-3 = 0.3396 × 10^-3
因此,铜管中的塑性应变为0.3396毫应变。
相关问题
在内径10毫米、壁厚3毫米的铜管内流动低温氮气,将质量为50g的3000摄氏度碳块接触铜管,回答:1.铜管的冷却功率要达到多少才可以在1秒内将碳块降温到零下100摄氏度,并给出氮气的温度和质量流速
要在1秒内将碳块降温到零下100摄氏度,需要计算出碳块所散发的热量。假设在这1秒钟内,碳块的散热量为20000瓦,则其散热的总热量为20000焦耳。
假设氮气的温度为-196摄氏度,质量流速为0.1kg/s,铜管的热传导系数为400W/mK,铜管表面积为0.03×π×(10-2×2)×1=0.565m^2,则可以通过以下公式计算铜管的冷却功率:
Q = k×A×(T1-T2)/d
其中,Q为冷却功率,k为热传导系数,A为铜管表面积,T1为碳块表面温度,T2为氮气温度,d为铜管壁厚。
假设要将碳块降温至零下100摄氏度,则T1-T2=3000+100=3100K。代入上式,可得:
Q = 400×0.565×3100/0.003 = 3.7MW
因此,铜管的冷却功率要达到3.7MW才能在1秒内将碳块降温到零下100摄氏度。
因此,氮气的温度为-196摄氏度,质量流速为0.1kg/s。
在内径10毫米、壁厚3毫米的铜管内流动低温氮气,将质量为50g,发热功率为20000瓦的3000摄氏度碳块接触铜管,回答:1.铜管会融化吗?2.铜管的冷却功率要达到多少才可以将碳块降温,并给出氮气的温度和质量流速
首先需要计算出碳块的体积,假设其密度为2.2g/cm^3,则其体积为50/2.2=22.7cm^3。由于碳块的形状未知,我们无法确定其表面积,因此无法精确计算其散热量。但是可以通过一些估算来得到答案。
假设碳块表面积为100cm^2,散热系数为10W/m^2K,则碳块的散热功率为100×10=1000W,远小于其发热功率。因此,铜管不会融化。
为了将碳块降温,需要通过铜管将其散热出去。假设铜管内流动的低温氮气温度为-196摄氏度,质量流速为0.1kg/s,铜管的热传导系数为400W/mK,铜管表面积为0.03×π×(10-2×2)×1=0.565m^2,则可以通过以下公式计算铜管的冷却功率:
Q = k×A×(T1-T2)/d
其中,Q为冷却功率,k为热传导系数,A为铜管表面积,T1为碳块表面温度,T2为氮气温度,d为铜管壁厚。
假设要将碳块降温至100摄氏度,则T1-T2=3000-100=2900K。代入上式,可得:
Q = 400×0.565×2900/0.003 = 1.3MW
因此,铜管的冷却功率要达到1.3MW才能将碳块降温至100摄氏度。