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Enfriamiento de nitrógeno: ¿Qué es el enfriamiento de gas?

El enfriamiento es una técnica muy utilizada en el proceso de tratamiento térmico del acero. El proceso de enfriamiento ayuda a evitar los procesos de baja temperatura, como la transformación de fase, acortando las ventanas termodinámicas y cinéticas para estas reacciones.

El temple se utiliza con frecuencia para aumentar la dureza del material reduciendo el tamaño del grano del cristal de los materiales plásticos y metálicos.

¿Qué es el enfriamiento de gas?

El enfriamiento con gas es una forma de enfriamiento que utiliza gas como medio de enfriamiento en lugar de líquido. El enfriamiento con gas generalmente usa gas nitrógeno, helio, argón, hidrógeno o alguna combinación de estos para enfriar rápidamente las piezas desde su temperatura crítica. Las piezas metálicas a templar pueden ser aleaciones o metales ferrosos.

El enfriamiento con gas tiene varias ventajas.

  • Los materiales enfriados con gas son más limpios y no tienen residuos en la superficie (esto elimina la necesidad de enjuagar y desechar los medios de enfriamiento líquidos).
  • El enfriamiento con gas facilita un enfriamiento más uniforme y causa menos distorsión que el enfriamiento con líquido.
  • El enfriamiento con gas puede usar un medio que se produce fácilmente en el sitio, como el gas nitrógeno producido por un sistema de generación de nitrógeno en el sitio .

Enfriamiento de nitrógeno

El enfriamiento con nitrógeno es un tipo de enfriamiento con gas inerte que utiliza un medio rentable que se puede generar en el sitio. Los generadores de nitrógeno de membrana y PSA se pueden utilizar para la producción industrial de gas nitrógeno , lo que elimina la necesidad de transportar y almacenar cilindros de gas comprimido.

Coeficiente de transferencia de calor del nitrógeno

Debido al tamaño y peso de las moléculas de gas nitrógeno en comparación con otros medios gaseosos como el hidrógeno y el helio, el gas nitrógeno tiene un coeficiente de transferencia de calor menor. Sin embargo, aumentar la presión de su medio de gas de enfriamiento mejorará el coeficiente de transferencia de calor de su sistema de enfriamiento de gas. Este aumento de presión junto con la producción rentable de gas nitrógeno lo convierte en un medio factible para su proceso de extinción de gases.

Proceso de enfriamiento de nitrógeno

El único mecanismo de enfriamiento en el proceso de extinción con nitrógeno es la convección. El diseño del horno, la disposición de carga de cada una de las piezas de trabajo en el horno y el tamaño de las piezas de trabajo que se apagan afectarán el proceso de enfriamiento con gas nitrógeno.

Muchas aplicaciones utilizarán enfriamiento con gas a alta presión, ya que al aumentar la presión del gas nitrógeno también aumentará su coeficiente de transferencia de calor. El aumento de la velocidad del gas nitrógeno que se introduce en el horno también aumentará el coeficiente de transferencia de calor. Sin embargo, alimentar un soplador para aumentar la velocidad es mucho más costoso que usar un compresor de refuerzo de nitrógeno para aumentar la presión.

Después del tratamiento térmico de sus piezas de trabajo, un ventilador de refrigeración introducirá el gas nitrógeno en el horno, enfriando rápidamente sus piezas desde su temperatura crítica.

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