Innehåll
Mjukt stål är lågkol stål och mangan stål och används ofta i konstruktion och tillverkning på grund av dess hållbarhet och låga kostnader. Dess egenskaper gör den idealisk för värmeöverföring i pannor, värmare och kondensatorer, liksom hushållsredskap som krukor och kokkärl.
Egenskaper av mjukt stål
Mjukt stål består av järn med lågt kolantal (vanligtvis mellan 0,16% och 0,29%). Den låga kolhalten gör det både smidigt och hårt. Ju högre kolinnehållet i stålet är desto sprödare blir det. Det mjuka stålet kan cementeras, vilket är en värmebehandling där stålytan blir resistent mot slitage samtidigt som hårdheten i kärnan bibehålls. Tack vare de låga koldioxidegenskaperna hos denna typ av stål kan värme eller elektrisk ström flöda utan att orsaka förvrängning eller skada på materialet. Denna kvalitet gör den idealisk för svetsning och användning vid värmeöverföring.
Värmeöverföring
Enligt termodynamikens första lag är värmeöverföring överföringen av energi (vanligtvis från ett hett föremål till ett kallare objekt) genom den inre energianvändningen av båda föremålen. Den första lagen säger att förändringen i ett objekts inre energi är lika med värme tillsatt minus det arbete som gjorts av objektet. Värmeöverföring påverkar främst mjukt stål genom ledning och konvektion.
Körning på mjukt stål
Ledning är processen för värmeöverföring där värme rör om ett objekts molekyler utan rörelser i själva objektet. När spetsen på ett mjukt stålrör värms upp, accelererar molekylerna och skjuts bort från värmekällan. Dessa kolliderar i sin tur med andra långsammare molekyler som mottar energiöverföringen som uppstår till följd av kollisionen och därför accelererar också. Denna princip förklarar varför handtaget på en panna eller stekpannan värmer upp när ingen värme appliceras på den.
Konvektion i mjukt stål
Konvektion är processen för värmeöverföring där stor rörelse av luft eller vatten orsakas av värmen som rör vätskan bort från värmekällan. Värmen stiger och luft eller kallt vatten förskjuter det (medan vätskan lockas till värmekällan som ska värmas upp). Överföringen av kokande vatten från pannorna eller hetluften från uppvärmningen möjliggör cirkulation av värme bort i rör och värmare av mjukt stål. Processen upprepas när värmen som härrör från dessa rör eller värmare cirkulerar och stiger, medan kall luft cirkuleras i värmen.