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Principio di funzionamento della lancia termica

1950
Taglio termico del cemento armato nelle applicazioni di ingegneria meccanica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La lancia termica, o lancia termica, è uno strumento che taglia i materiali sfruttando il calore intenso dell'ossidazione del ferro. È costituita da un tubo d'acciaio confezionato con aste d'acciaio. Attraverso il tubo viene immesso ossigeno in pressione e la punta viene accesa. Il ferro della lancia funge da combustibile, bruciando nel flusso di ossigeno per creare un alta velocità, getto ad alta temperatura.

Il principio fondamentale di una lancia termica è l'ossidazione rapida e altamente esotermica del ferro in un ambiente di ossigeno puro. Il dispositivo è ingannevolmente semplice nella sua costruzione, comprendendo un tubo di acciaio esterno riempito con piccole barre di acciaio o una miscela di fili di acciaio e alluminio/magnesio. L'impacchettamento aumenta la superficie del combustibile (il ferro) esposto al flusso di ossigeno, favorendo una reazione più intensa e prolungata. Per avviare il processo, la punta della lancia deve essere riscaldata alla temperatura di accensione del ferro, circa 900 °C, in genere utilizzando una torcia ossiacetilenica. Una volta accesa, inizia una reazione autosostenuta. L'ossigeno pressurizzato, solitamente a 4-10 bar (60-150 psi), fluisce attraverso il tubo, reagendo con il ferro caldo. Questa reazione, [latex]4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3[/latex], rilascia un'enorme quantità di energia, innalzando la temperatura sulla punta tra i 3.500 °C e i 4.500 °C. Questa temperatura è ben superiore a quella di fusione. Questa temperatura è ben al di sopra del punto di fusione della maggior parte dei materiali, tra cui acciaio, roccia e cemento. L'energia cinetica del getto di ossigeno ad alta pressione aiuta a soffiare via fisicamente il materiale fuso e le scorie, creando il taglio o il foro. La lancia stessa si consuma durante questo processo, con tassi di combustione che variano a seconda del diametro della lancia e della pressione dell'ossigeno.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingegneria meccanica

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • scoperta dell'ossigeno da parte di carl wilhelm scheele e joseph priestley
  • sviluppo del processo Bessemer per la produzione dell'acciaio, che utilizza l'ossigeno per rimuovere le impurità
  • invenzione della saldatura e del taglio ossiacetilenico
  • comprensione delle reazioni chimiche esotermiche e della combustione
  • progressi nella produzione di tubi in acciaio senza saldatura

Applicazioni

  • demolizione di strutture in cemento armato
  • taglio di grandi fusioni di metallo o fuoriuscite di metallo congelato
  • rimozione di perni bloccati in macchinari pesanti
  • dismissione di navi e sottomarini
  • manutenzione di forni e fonderie

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: lancia termica, lancia termica, reazione esotermica, ossidazione, utensile da taglio, demolizione, taglio dell'acciaio, lancia ad ossigeno, barra ardente, ossidazione del ferro.

Contesto storico

Principio di funzionamento della lancia termica

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1955

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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