I mattoni ingegneristici esploderebbero se usati per costruire un forno?

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Sto costruendo un forno per pizza e, per farlo, ho comprato un intero carico di mattoni tecnici (non questi ma simili). Hanno cinque fori in verticale attraverso di essi, ogni foro è 2x6x6,5 cm (80 ml) e le pareti, sia di estremità che di divisione, hanno uno spessore di 2 cm e un'altezza di 6,5 cm.

Quando il forno viene acceso raggiungerà ~ 500 ° C. Se usiamo del buon cemento solido come muratura per i mattoni, che sigillerà le estremità dei fori, sono preoccupato che quando l'aria si surriscalda, la pressione all'interno li trasformerà in una sorta di bomba ceramica che farà cucinare la pizza un'esperienza piuttosto più emozionante.

È probabile che accada? Come posso calcolare la pressione che verrà esercitata sui mattoni di 80 ml di aria a 500 ° C?

— Toby Abel
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se ci sono sacche d'acqua nei mattoni, la pressione sarà molto più alta.

— maniaco del cricchetto,

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I mattoni sono porosi, alcuni più di altri. Quindi è concreto. Non sarai in grado di mettere la bocca su di loro e soffiare aria attraverso, ma non sono sicuro che puoi supporre che le sacche d'aria siano completamente contenute. L'effetto del calore sul mattone sembra la preoccupazione principale, anche senza buchi nel mattone.

— Air

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Nel caso in cui ci fosse qualcun altro adesso: sei mesi dopo, i mattoni vanno bene, ma la lastra per pavimentazione in cemento solido spessa 3 pollici che ho usato come base del forno è quasi sfondata. Morale: la legge del gas e le esplosioni erano più divertenti, ma avrebbero dovuto ascoltare più da vicino i frammenti porosi / d'acqua.

— Toby Abel,

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L'aumento di pressione è abbastanza facile da calcolare dalla legge del gas ideale Nel tuo caso , e sono fissi in modo da poterlo convertire in un semplice rapporto Fai attenzione qui a usare una scala di temperatura assoluta (di solito misurata in Kelvin). Dai numeri forniti, la pressione salirà a circa 2,6 atm presupponendo che l'aria intrappolata fosse inizialmente a 1 atm.

P V = n R T .

$PV=nRT.$

V

$V$

n

$n$

R

$R$

P_{2} = P_{1} \frac{T_{2}}{T_{1}} .

$P_2=P_1\frac{T_2}{T_1}.$

Inoltre possiamo calcolare l'energia rilasciata da un gas se dovesse espandersi facendo esplodere le pareti senza cambiare la temperatura. Il lavoro svolto in un processo isotermico è dato da dove l'ultima riga presuppone che segua la legge del gas ideale nel processo. Se il volume iniziale è a 500 ° C, il volume finale è dato da . Inserendo il resto delle costanti si ottiene un rilascio di energia di che è meno energia di quella rilasciata da un tipico petardo .

W_{A \to B} = - \int_{V_{a}}^{V_{b}} p d V = - n R T \ln (\frac{V_{b}}{V_{a}}),

$W_{A\rightarrow B}=-\int_{V_a}^{V_b}p\ dV = -nRT\ln\left(\frac{V_b}{V_a}\right),$

V_{a} = 80 mL

$V_a=80\ \text{mL}$

V_{b} = 2.6 * V_{a} = 208 mL

$V_b=2.6*V_a=208\ \text{mL}$

\sim 22 J

$\sim 22\ \text{J}$

Non garantisco la tua sicurezza, ma di certo non penso che questo possa far esplodere la tua struttura. Oltre al fatto che la pressione non è particolarmente elevata, il riscaldamento a 500 ° C è un processo relativamente lento e sospetto che l'aria troverà una via d'uscita attraverso crepe o buchi prima che raggiunga la piena pressione.

— Chris Mueller
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Secondo Wolfram Alpha 2.6atm è la pressione esercitata da un tubo da giardino, sigillare il mattone e infilarvi un tubo da giardino non mi darebbe molto motivo di terrore. È tempo di costruire! Grazie Chris!

— Toby Abel,

Nessun problema. Ho anche aggiunto un po 'la quantità di energia rilasciata se il gas dovesse espandersi improvvisamente e risulta essere significativamente inferiore a un tipico petardo. Penso che i tuoi mattoni ce la faranno. Divertiti a costruire il tuo forno.

— Chris Mueller,

@TobyAbel A causa del processo di conduzione del calore, sarà anche più probabile che l'aria raggiunga temperature solo a metà tra l'ambiente e 500 ° C, quindi l'aumento della pressione sarà probabilmente inferiore. Questo dipenderà da quanto isolamento ci sarà all'interno e all'esterno dei mattoni.

— fibonatico,

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Sarei meno preoccupato per i frammenti e più per l'integrità strutturale del forno. Quando i mattoni si rompono, perdono gran parte della loro integrità strutturale. Ciò può causare il collasso del forno.

È molto più sicuro rivestire l'interno con mattoni refrattari. Sono solidi e più costosi ma puoi essere sicuro che non si spezzeranno sotto il calore. Proteggeranno anche il muro dietro di loro.

— maniaco del cricchetto
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I mattoni stessi dovrebbero andare bene, almeno per un ciclo, SE sono riscaldati abbastanza lentamente. Molte persone hanno messo mattoni nei barbecue e nei falò. Ricorda che erano già stati sparati in un forno quando furono realizzati, per fondere le particelle di argilla in modo che non si trasformassero in fango non appena piovesse. L'unica eccezione è se i mattoni sono bagnati. In questo caso l'acqua all'interno si trasformerà in vapore. La pressione si accumula e si fratturano e si sbriciolano.

Staresti meglio con i mattoni refrattari adeguati. Questi, oltre ad essere progettati per alte temperature, hanno un contenuto d'aria più elevato / densità inferiore che migliora le loro proprietà isolanti.

I mattoni refrattari sono meglio impilati sciolti o con il cemento adeguato. Un singolo mattone non subirà molta dilatazione termica differenziale, ma quasi sicuramente una grande struttura, quindi mi aspetto che il tuo cemento / malta si spezzi abbastanza rapidamente.

In sintesi, sono d'accordo con ratchetfreak. Mattoni tecnici per struttura, mattoni refrattari per alte temperature e per isolare e proteggere la struttura.

— Level River St
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I mattoni di ingegneria (solido) vengono sparati a 1200 gradi in un forno quindi non preoccuparti della tua matematica complicata, il tuo forno per pizza non raggiungerà mai quella temperatura. Se lo facesse o anche se fosse molto più alto i mattoni si fonderebbero insieme (Li chiamano clinker) Sono un muratore con 47 anni di esperienza e gran parte di quel tempo costruiva e riparava forni. Quando ripari un forno usi solo l'argilla normale per le corone (interne) poiché una volta che il forno viene acceso, l'argilla diventa dura proprio come i mattoni che stai cucinando. Usi solo i mattoni refrattari per le buche del fuoco e sono cementati insieme a texacrete.

— dave
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