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Princípio de funcionamento da lança térmica

1950
Lança térmica para corte de concreto reforçado em aplicações de engenharia mecânica.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Uma lança térmica, ou lança de corte, é uma ferramenta que corta materiais utilizando o calor intenso da oxidação do ferro. Consiste em um tubo de aço preenchido com hastes de aço. Oxigênio pressurizado é injetado através do tubo e a ponta é acionada. O ferro na lança atua como combustível, queimando no fluxo de oxigênio para criar uma chama. alta velocidadejato de alta temperatura.

O princípio fundamental de uma lança térmica é a oxidação rápida e altamente exotérmica do ferro em um ambiente de oxigênio puro. O dispositivo é enganosamente simples em sua construção, consistindo em um tubo externo de aço preenchido com hastes de aço menores ou uma mistura de fios de aço e alumínio/magnésio. Esse preenchimento aumenta a área de superfície do combustível (o ferro) exposta ao fluxo de oxigênio, promovendo uma reação mais intensa e sustentada. Para iniciar o processo, a ponta da lança deve ser aquecida à temperatura de ignição do ferro, aproximadamente 900 °C, tipicamente usando um maçarico oxiacetilênico. Uma vez acesa, inicia-se uma reação autossustentável. O oxigênio pressurizado, geralmente a 4 a 10 bar (60 a 150 psi), flui através do tubo, reagindo com o ferro quente. Essa reação, [latex]4Fe + 3O_2 rightarrow 2Fe_2O_3[/latex], libera uma enorme quantidade de energia, elevando a temperatura na ponta para entre 3.500 °C e 4.500 °C. Essa temperatura está bem acima do ponto de fusão da maioria dos materiais, incluindo aço, rocha e concreto. A energia cinética do jato de oxigênio de alta pressão ajuda a expelir fisicamente o material fundido e a escória, criando o corte ou furo. A própria lança é consumida durante esse processo, com taxas de queima variando dependendo do diâmetro da lança e da pressão do oxigênio.

UNESCO Nomenclature: 3305
Engenharia mecânica

Tipo

Dispositivo físico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descoberta do oxigênio por Carl Wilhelm Scheele e Joseph Priestley
  • Desenvolvimento do processo Bessemer para fabricação de aço, que utiliza oxigênio para remover impurezas.
  • Invenção da soldagem e corte oxiacetilênicos.
  • Compreensão das reações químicas exotérmicas e da combustão
  • avanços na fabricação de tubos de aço sem costura

Aplicações

  • demolição de estruturas de concreto armado
  • corte de peças fundidas de metal de grande porte ou derramamentos de metal congelado
  • remoção de pinos presos em máquinas pesadas
  • descomissionamento de navios e submarinos
  • manutenção de fornos e fundições

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: lança térmica, lança de oxigênio, reação exotérmica, oxidação, ferramenta de corte, demolição, corte de aço, lança de oxigênio, barra de combustão, oxidação do ferro.

Contexto histórico

Princípio de funcionamento da lança térmica

1948
1950
1950
1950
1950
1950
1950
1945-01-01
1949
1950
1950
1950
1950
1950
1955

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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