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Hallo,

an der Uni wollen wir Kunststoffe bei erhöhten Temperaturen einem Zugversuch aussetzen. Die frage ist, wann man weiss, wann die Kunststoffprobe vollständig im Ofen durchwärmt ist.
Theoretisch wäre es doch möglich, wenn man mittels Laserextensometer die (Wärmeaus-)Dehnung der Probe während des Erwärmens misst. Und wenn die Dehnung der Probe, nach einer gewissen Zeit, konstant bleibt, dann ist die Durchwärmung der Probe abgeschlossen...oder habe ich da nen Denkfehler?

[Diese Nachricht wurde von Hans123 am 02. Okt. 2010 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Hans123 am 02. Okt. 2010 editiert.]

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Sind die Proben so dick oder die Temperatur so hoch, daß das eine Rolle spielt ?
Und wie verhinderst Du die Abkühlung in der Zugprüfmaschine ?

Man kann die Zeit bis zum Durchwärmen auch zu Fuss ausrechenen. Der Wert für die Wärmeleitung läßt sich nachschlagen.
Die Dicke der Probe beeinflußt Kühl- oder Erwärmungszeit mit der 2. Potenz.

Man kann da schon die Dehnung messen, das halte ich aber für unötig aufwendig.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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Hallo,
danke für deine Antwort.

Der Ofen befindet sich an der Zugprüfmaschine. So das die Probe im Ofen gezogen werden kann.
Wir wollen so bis ca. 200°C die Proben prüfen.
Deswegen, will ich die Proben auch nich ewig im Ofen lassen, sondern exakt sagen, nach XX Minuten sind die Proben durchgewärmt und jetzt kann gezogen werden (Ofen bleibt dabei auf der gewünschten Temperatur während dem gezogen wird). Die Proben sind so 2-4mm dick.

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Hier: http://books.google.de/books?id=gYQCbCrI_mwC&printsec=frontcover&dq=Menges+Mohren+%22Spritzgie%C3%9Fwerkzeuge%22&source=bl&ots=LIXSSDBEbX&sig=HhJ5nRDliVjsL-1nVfHo3o0otng&hl=de&ei=b  xKnTMzQAYjpOdjSjagM&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CBAQ6AEwAA

Kapitel 8 ist alles ausführlichst beschrieben. Bezieht sich zwar auf die Abkühlung, sollte für die Erwärmung aber genauso gehen.

Ich habe noch die 3. Auflage.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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Hallo,

mit der Konvektion etc. habe ich auch schon probiert zu rechnen. Aber da fehlen mir Kennwerte, z.B. der Wärmeübergangskoeffizient. Bei der Abkühlung an der Luft z.B. is ein anderer Wärmeübergangskoeffizient als bei uns im Ofen. Da ist nen Lüfter mit drin, der die Luft verwirbelt etc.. Somit dürfte die Probe im Ofen schneller erwärmt sein, als die sich an der Luft abkühlt.
Wie gesagt, habe ich mich da mal intensiver mit der Wärmelehre auseinander gesetzt. Komme da aber zu keinem guten Ergebnis, weil man die Kennwerte für die Formeln der Wärmelehre nich bestimmen kann für diesen Fall...

Deswegen bin ich auf den Ast mit der Wärmedehnung gekommen und dann wie schon oben geschrieben, mittels Dehungsmessung zu bestimmen, wann die Probe durchgewärmt ist...Dabei habe ich gedacht, wenn die sich bei einer gewissen Temperatur nich mehr dehnt, dann muss die durchwärmt sein...aber wie kann ich das beweisen? :-/

Um das zu beweisen, habe ich ma son Temperaturmessfühler in die Probe eingebracht (habe da nen Loch in die Probe gebohrt). Aber da ja das Kabel von dem Messfühler sich auch im Ofen befindet und das schneller wärmer wird, und die Wärme zum Messkopf leitet, als der Kunststoff, wo der Messkopf drin is, kann man das Ergebnis auch anfechten und in die Tonne haun :-/

[Diese Nachricht wurde von Hans123 am 02. Okt. 2010 editiert.]

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Die Konvektion ist aber nur ein Teil der Erwärmung. Ich habe die Formel nicht zur Hand, aber ich nehme an der kleinere.
Mußt halt mal anhand der Formeln den Einfluss der Konvektion untersuchen.

Wichtig ist die Konvektion z.B. beim Abschrecken von Stahl. Da gibt es Wasser-, Öl- oder Lufthärter.
Da ist aber auch der Temperaturunterschied größer.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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Hallo,

wieso ist die Konvektion der kleinere Teil? Die Erwärmung der Probe beruht ja auf Konvektion, da ja Erwärmung durch Luft. Diese Konvektion erwärmt sozusagen die Oberfläche der Probe und dann wird die Wärme mittels Wärmeleitung zum inneren der Probe transportiert.
Und eben die Parameter der Konvektion zu bestimmen (Wärmeübergangskoeffizient) stellt sich als schwierig heraus...

[Diese Nachricht wurde von Hans123 am 02. Okt. 2010 editiert.]

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Ich werde mich nächste Woche einmal damit beschäftigen.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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Der Wert alpha für die Konvektion sagt nur aus wie schnell die erwärmte oder abgekühlte Luft abtransportiert wird.
Wenn der Ofen einen Ventilator enthält ist das sehr hilfreich. Weil die Luft sehr schnell weggeblasen wird und keine Verzögerung durch Konvektion stattfindet.
Das ist dann genau das Gleiche wei Wärmeleitung im Stahl.

Das entspricht dann genau den Vorgängen beim Abkühlen im Spritzgusswerkzeug wie sie in o.g. Buch stehen.
Diese Formeln kannst Du direkt verwenden. Du brauchst nur noch die Wärmeleitfähigkeit und die Spez. Wärmekapazität.

( Ich könnte diese Formeln jetzt auch kritisieren, weil in Spritzgusswerkzeugen auch Kristallisation stattfindet oder sich durch Schwund ein Luftspalt bildet. Aber Technik ist keine Grundlagenforschung )

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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