Теплоотдача алюминия и латуни: Теплопроводность меди и ее сплавов – плюсы и минусы

Содержание

Теплопроводность цветных металлов, теплоемкость и плотность сплавов: таблицы при различных температурах

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда.

По данным таблицы видно, что высокую теплопроводность (при комнатной температуре) имеют магниевые сплавы и никель. Низкая же теплопроводность свойственна нихрому, инвару и сплаву Вуда.

Коэффициенты теплопроводности алюминиевых, медных и никелевых сплавов

Теплопроводность металлов, алюминиевых, медных и никелевых сплавов в таблице дана в интервале температуры от 0 до 600°С в размерности Вт/(м·град).


Металлы и сплавы: алюминий, алюминиевые сплавы, дюралюминий, латунь, медь, монель, нейзильбер, нихром, нихром железистый, сталь мягкая. Алюминиевые сплавы имеют большую теплопроводность, чем латунь и сплавы никеля.

Коэффициенты теплопроводности сплавов

В таблице даны значения теплопроводности сплавов в интервале температуры от 20 до 200ºС.
Сплавы: алюминиевая бронза, бронза, бронза фосфористая, инвар, константан, манганин, магниевые сплавы, медные сплавы, сплав Розе, сплав Вуда, никелевые сплавы, никелевое серебро, платиноиридий, сплав электрон, платинородий.

Удельное сопротивление и температурный коэффициент расширения (КТР) металлической проволоки (при 18ºС)

В таблице указаны значения удельного электрического сопротивления и КТР металлической проволоки, выполненной из различных металлов и сплавов.
Материал проволоки: алюминий, вольфрам, железо, золото, латунь, манганин, медь, никель, константан, нихром, олово, платина, свинец, серебро, цинк.


Как видно из таблицы, нихромовая проволока имеет высокое удельное электрическое сопротивление и успешно применяется в качестве спиралей накаливания нагревательных элементов множества бытовых и промышленных устройств.

Удельная теплоемкость цветных сплавов

В таблице приведены величины удельной (массовой) теплоемкости двухкомпонентных и многокомпонентных цветных сплавов, не содержащих железа, при температуре от 123 до 1000К. Теплоемкость указана в размерности кДж/(кг·град).
Дана теплоемкость следующих сплавов: сплавы, содержащие алюминий, медь, магний, ванадий, цинк, висмут, золото, свинец, олово, кадмий, никель, иридий, платина, калий, натрий, марганец, титан, сплав висмут — свинец — олово, сплав висмут-свинец, висмут — свинец — кадмий, алюмель, сплав липовица, нихром, сплав розе.

Также существует отдельная таблица, где представлена удельная теплоемкость металлов при различных температурах.

Удельная теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов

Удельная (массовая) теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов приведена в таблице при температуре от 0 до 1300ºС.


Размерность теплоемкости кал/(г·град).
Теплоемкость специальных сплавов: алюмель, белл-металл, сплав Вуда, инвар, липовица сплав, манганин, монель, сплав Розе, фосфористая бронза, хромель, сплав Na-K, сплав Pb — Bi, Pb — Bi — Sn, Zn — Sn — Ni — Fe — Mn.

Плотность сплавов

Представлена таблица значений плотности сплавов при комнатной температуре.
Приведены следующие сплавы: бронза, оловянистая, фосфористая, дюралюминий, инвар, константан, латунь, магналиум, манганин, монель — металл, платино — иридиевый сплав, сплав Вуда, сталь катаная, литая.

ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте внимательны! Плотность сплавов в таблице указана в степени 10-3. Не забудьте умножить на 1000!
Например, плотность катанной стали изменяется в пределах от 7850 до 8000 кг/м3.

Источники:

  1. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.
  2. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
  4. Шелудяк Ю. Е., Кашпоров Л. Я. и др. Теплофизические свойства компонентов горючих систем. М.: 1992. — 184 с.
  5. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.

Теплопроводность меди – две стороны одной медали

Высокая теплопроводность меди наряду с другими замечательными свойствами определила этому металлу значимое место в истории развития человеческой цивилизации. Изделия из меди и ее сплавов используются практически во всех сферах нашей жизни.  

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 242
Источник: http://tutmet.ru/koefficient-teploprovodnosti-medi-aluminiya.html

Немного о теплопроводности

Под теплопроводностью в физике понимают перемещение энергии в объекте от более нагретых мельчайших частиц к менее нагретым. Благодаря этому процессу выравнивается температура рассматриваемого предмета в целом. Величина способности проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Данный параметр равен количеству тепла, которое пропускает через себя материал толщиной 1 метр через площадь поверхности 1 м2 в течение одной секунды при единичной разнице температур.

Материал Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)
Серебро 428
Медь 394
Алюминий 220
Железо 74
Сталь 45
Свинец 35
Кирпич 0,77

Медь обладает коэффициентом теплопроводности 394 Вт/(м*К) при температуре от 20 до 100 °С. Соперничать с ней может только серебро. А у стали и железа этот показатель ниже в 9 и 6 раз соответственно (см. таблицу). Стоит отметить, что теплопроводность изделий, изготовленных из меди, в значительной мере зависит от примесей (впрочем, это касается и других металлов). Например, скорость проводимости тепла снижается, если в медь попадают такие вещества, как:

  • железо;
  • мышьяк;
  • кислород;
  • селен;
  • алюминий;
  • сурьма;
  • фосфор;
  • сера.

Медная проволока

Если добавить к меди цинк, то получится латунь, у которой коэффициент теплопроводности намного ниже. В то же время добавление других веществ в медь позволяет существенно снизить стоимость готовых изделий и придать им такие характеристики, как прочность и износостойкость. К примеру, для латуни характерны более высокие технологические, механические и антифрикционные свойства.

Поскольку для высокой теплопроводности характерно быстрым распространение энергии нагрева по всему предмету, медь получила широкое применение в системах теплообмена. На данный момент из нее изготавливают радиаторы и трубки для холодильников, вакуумных установок и автомашин для быстрого отвода тепла. Также медные элементы применяют в отопительных установках, но уже для обогрева.

Медный радиатор отопления

Чтобы поддерживать теплопроводность металла на высоком уровне (а значит, делать работу устройств из меди максимально эффективной), во всех системах теплообмена используют принудительный обдув вентиляторами. Такое решение вызвано тем, что при повышении температуры среды теплопроводность любого материала существенно понижается, ведь теплоотдача замедляется.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2339
Источник: http://met-all.org/cvetmet-splavy/med/teploprovodnost-medi-i-ee-splavov.html

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1195
Источник: https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

  • плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
  • стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2572
Источник: http://tutmet.ru/koefficient-teploprovodnosti-medi-aluminiya.html

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т.е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Таблица 1

Металл

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

— 100

100

300

700

Алюминий

2,45

2,38

2,30

2,26

0,9

Бериллий

4,1

2,3

1,7

1,25

0,9

Ванадий

0,31

0,34

Висмут

0,11

0,08

0,07

0,11

0,15

Вольфрам

2,05

1,90

1,65

1,45

1,2

Гафний

 —

0,22

0,21

Железо

0,94

0,76

0,69

0,55

0,34

Золото

3,3

3,1

3,1

Индий

0,25

Иридий

1,51

1,48

1,43

Кадмий

0,96

0,92

0,90

0,95

0,44 (400°)

Калий

0,99

0,42

0,34

Кальций

0,98

Кобальт

0,69

Литий

0,71

0,73

Магний

1,6

1,5

1,5

1,45

 Медь

4,05

3,85

3,82

3,76

3,50

Молибден

1,4

1,43

 —

1,04 (1000°)

Натрий

1,35

1,35

0,85

0,76

0,60

Никель

0,97

0,91

0,83

0,64

0,66

Ниобий

0,49

0,49

0,51

0,56

Олово

0,74

0,64

0,60

0,33

Палладий

0,69

0,67

0,74

Платина

0,68

0,69

0,72

0,76

0,84

Рений

0,71

Родий

1,54

1,52

1,47

Ртуть

0,33

0,09

0.1

0,115

Свинец

0,37

0,35

0,335

0,315

0,19

Серебро

4,22

4,18

4,17

3,62

Сурьма

0,23

0,18

0,17

0,17

0,21

Таллий

0,41

0,43

0,49

0,25 (400 0)

Тантал

0,54

0,54

Титан

0,16

0,15

Торий

0,41

0,39

0,40

0,45

Уран

0,24

0,26

0,31

0,40

Хром

0,86

0,85

0,80

0,63

Цинк

1,14

1,13

1,09

1,00

0,56

Цирконий

0,21

0,20

0,19

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 3131
Источник: https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

  • вида металла;
  • химического состава;
  • пористости;
  • размеров.

Металлы имеют различное строение кристаллической решетки, а это может изменить теплопроводность материала. Так, например, у стали и алюминия, особенности строения микрочастиц влияют по-разному на скорость передачи тепловой энергии через них.

Коэффициент теплопроводности может иметь различные значения для одного и того же металла при изменении температуры воздействия. Это связано с тем, что у разных металлов градус плавления отличается, а значит, при других параметрах окружающей среды, свойства материалов также будут отличаться, а это отразится на теплопроводности.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 782
Источник: https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 1126
Источник: https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Таблица 2

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Коэффициент теплопроводности чистого никеля считается низким, он будет менять свое значение от 67 до 57 Вт/м*град. Сплавы с содержанием никеля, будут также иметь коэффициент с пониженным значением, который, благодаря содержанию железа и цинка, колеблется от 20 до 50 Вт/м*град. А наличие хрома, позволит понизить теплопроводность в металлах до 12 единиц, с небольшим увеличением этой величины, при нагреве.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 1576
Источник: https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий. Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

  • кухонная посуда с различными свойствами;
  • оборудование для пайки труб;
  • утюги;
  • подшипники качения и скольжения;
  • сантехническое оборудование для подогрева воды;
  • приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

:

Ещё

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 1759
Источник: https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 14722
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. http://met-all.org/cvetmet-splavy/med/teploprovodnost-medi-i-ee-splavov.html: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 2339 (16%)
  2. http://tutmet.ru/koefficient-teploprovodnosti-medi-aluminiya.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 2814 (19%)
  3. https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html: использовано 6 блоков из 7, кол-во символов 9569 (65%)

Таблицы теплопроводимости материалов (металлы, бетон, гранит, дерево и др.)

Взято из: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред. Романкова. Приложение.
Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике // Издание девятое, М.: «Наука», 1982 г.

Коэффициент теплопроводности металлов

Металл Вт/(м•К)
Алюминий 209,3
Бронза 47-58
Железо 74,4
Золото 312,8
Латунь 85,5
Медь 389,6
Платина 70
Ртуть 29,1
Серебро 418,7
Сталь 45,4
Свинец 35
Серый
чугун
50
Чугун 62,8

Коэффициент теплопроводности других материалов

Материал Влажность
массовая доля %
Вт/(м•К)
Бакелитовый
лак
- 0,29
Бетон
с каменным щебнем
8 1,28
Бумага
обыкновенная
Воздушно-сухая 0,14
Винипласт - 0,13
Гравий Воздушно-сухая 0,36
Гранит - 3,14
Глина 15-20 0,7-0,93
Дуб
(вдоль волокон)
6-8 0,35-0,43
Дуб
(поперек волокон)
6-8 0,2-0,21
Железобетон 8 1,55
Картон Воздушно-сухая 0,14-0,35
Кирпичная
кладка
Воздушно-сухая 0,67-0,87
Кожа >> 0,14-0,16
Лед - 2,21
Пробковые
плиты
0 0,042-0,054
Снег
свежевыпавший
- 0,105
Снег
уплотненный
- 0,35
Снег
начавший таять
- 0,64
Сосна
(вдоль волокон)
8 0,35-0,41
Сосна
(поперек волокон)
8 0,14-0,16
Стекло
(обыкновенное)
- 0,74
Фторопласт-3 - 0,058
Фторопласт-4 - 0,233
Шлакобетон 13 0,698
Штукатурка 6-8 0,791

Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

a=576кг/м3, ρп=400кг/м3,λ, Вт/(м•К))

Материал -18oС 0oС 50oС 100oС 150oС
Асбест - 0,15 0,18 0,195 0,20
Пенобетон 0,1 0,11 0,11 0,13 0,17

Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

Материал 0oС 50oС 100oС
Анилин 0,19 0,177 0,167
Ацетон 0,17 0,16 0,15
Бензол - 0,138 0,126
Вода 0,551 0,648 0,683
Масло
вазелиновое
0,126 0,122 0,119
Масло
касторовое
0,184 0,177 0,172
Спирт
метиловый
0,214 0,207 -
Спирт
этиловый
0,188 0,177 -
Толуол 0,142 0,129 0,119
Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

разъясняем по пунктам. Теплопроводность материалов таблица, СНиП

Немного о теплопроводности

Под теплопроводностью в физике понимают перемещение энергии в объекте от более нагретых мельчайших частиц к менее нагретым. Благодаря этому процессу выравнивается температура рассматриваемого предмета в целом. Величина способности проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Данный параметр равен количеству тепла, которое пропускает через себя материал толщиной 1 метр через площадь поверхности 1 м2 в течение одной секунды при единичной разнице температур.

МатериалКоэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)

Серебро 428
Медь 394
Алюминий 220
Железо 74
Сталь 45
Свинец 35
Кирпич 0,77

Медь обладает коэффициентом теплопроводности 394 Вт/(м*К) при температуре от 20 до 100 °С. Соперничать с ней может только серебро. А у стали и железа этот показатель ниже в 9 и 6 раз соответственно (см. таблицу). Стоит отметить, что теплопроводность изделий, изготовленных из меди, в значительной мере зависит от примесей (впрочем, это касается и других металлов). Например, скорость проводимости тепла снижается, если в медь попадают такие вещества, как:

  • железо;
  • мышьяк;
  • кислород;
  • селен;
  • алюминий;
  • сурьма;
  • фосфор;
  • сера.

Медная проволока

Если добавить к меди цинк, то получится латунь, у которой коэффициент теплопроводности намного ниже. В то же время добавление других веществ в медь позволяет существенно снизить стоимость готовых изделий и придать им такие характеристики, как прочность и износостойкость. К примеру, для латуни характерны более высокие технологические, механические и антифрикционные свойства.

Поскольку для высокой теплопроводности характерно быстрым распространение энергии нагрева по всему предмету, медь получила широкое применение в системах теплообмена. На данный момент из нее изготавливают радиаторы и трубки для холодильников, вакуумных установок и автомашин для быстрого отвода тепла. Также медные элементы применяют в отопительных установках, но уже для обогрева.

Медный радиатор отопления

Чтобы поддерживать теплопроводность металла на высоком уровне (а значит, делать работу устройств из меди максимально эффективной), во всех системах теплообмена используют принудительный обдув вентиляторами. Такое решение вызвано тем, что при повышении температуры среды теплопроводность любого материала существенно понижается, ведь теплоотдача замедляется.

Это интересно: Сталь марки 30 — характеристика заготовок согласно ГОСТ

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Перенос тепла на молекулярном уровне


Когда материя нагревается, увеличивается средняя кинетическая энергия составляющих ее частиц, то есть увеличивается уровень беспорядка, атомы и молекулы начинают более интенсивно и с большей амплитудой колебаться около своих равновесных положений в материале. Перенос тепла, который на макроскопическом уровне можно описать законом Фурье, на молекулярном уровне представляет собой обмен кинетической энергией между частицами (атомами и молекулами) вещества, без переноса последнего.

Это объяснение механизма теплопроводности на молекулярном уровне отличает его от механизма термической конвекции, при котором имеет место перенос тепла за счет переноса вещества. Все твердые тела обладают способностью к теплопроводности, в то время как тепловая конвекция возможна только в жидкостях и газах. Действительно, твердые вещества переносят тепло в основном за счет теплопроводности, а жидкости и газы, если есть температурные градиенты в них, переносят тепло в основном за счет процессов конвекции.

Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

  • плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
  • стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Таблица 2

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Коэффициент теплопроводности чистого никеля считается низким, он будет менять свое значение от 67 до 57 Вт/м*град. Сплавы с содержанием никеля, будут также иметь коэффициент с пониженным значением, который, благодаря содержанию железа и цинка, колеблется от 20 до 50 Вт/м*град. А наличие хрома, позволит понизить теплопроводность в металлах до 12 единиц, с небольшим увеличением этой величины, при нагреве.

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т.е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Таблица 1

Металл

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

— 100

100

300

700

Алюминий

2,45

2,38

2,30

2,26

0,9

Бериллий

4,1

2,3

1,7

1,25

0,9

Ванадий

0,31

0,34

Висмут

0,11

0,08

0,07

0,11

0,15

Вольфрам

2,05

1,90

1,65

1,45

1,2

Гафний

 —

0,22

0,21

Железо

0,94

0,76

0,69

0,55

0,34

Золото

3,3

3,1

3,1

Индий

0,25

Иридий

1,51

1,48

1,43

Кадмий

0,96

0,92

0,90

0,95

0,44 (400°)

Калий

0,99

0,42

0,34

Кальций

0,98

Кобальт

0,69

Литий

0,71

0,73

Магний

1,6

1,5

1,5

1,45

 Медь

4,05

3,85

3,82

3,76

3,50

Молибден

1,4

1,43

 —

1,04 (1000°)

Натрий

1,35

1,35

0,85

0,76

0,60

Никель

0,97

0,91

0,83

0,64

0,66

Ниобий

0,49

0,49

0,51

0,56

Олово

0,74

0,64

0,60

0,33

Палладий

0,69

0,67

0,74

Платина

0,68

0,69

0,72

0,76

0,84

Рений

0,71

Родий

1,54

1,52

1,47

Ртуть

0,33

0,09

0.1

0,115

Свинец

0,37

0,35

0,335

0,315

0,19

Серебро

4,22

4,18

4,17

3,62

Сурьма

0,23

0,18

0,17

0,17

0,21

Таллий

0,41

0,43

0,49

0,25 (400 0)

Тантал

0,54

0,54

Титан

0,16

0,15

Торий

0,41

0,39

0,40

0,45

Уран

0,24

0,26

0,31

0,40

Хром

0,86

0,85

0,80

0,63

Цинк

1,14

1,13

1,09

1,00

0,56

Цирконий

0,21

0,20

0,19

От чего зависит показатель теплопроводности

 

Рассматривая теплопроводность металлов и сплавов (таблица создана не только для металлов, но и других материалов), следует учитывать, что наиболее важным показателем является коэффициент теплопроводности. Он зависит от нижеприведенных моментов:


  1. Типа материала и его химического состава. Теплопроводность железа будет существенно отличаться от соответствующего показателя алюминия, что связано с особенностями кристаллической решетки материалов и их другими свойствами.
  2. Коэффициент может изменяться при нагреве или охлаждения металла. При этом изменения могут быть существенными, так как у каждого материала есть своя точка плавления, когда молекулы начинают перестраиваться.

В таблицах для некоторых металлов и сплавов коэффициент теплопроводности указывается уже в жидкой фазе.

Сегодня на практике практически не проводят измерение рассматриваемого показателя. Это связано с тем, что коэффициент теплопроводности при несущественном изменении химического состава остается практически неизменным. Табличные данные применяются при проектировании и выполнении других расчетов.

Когда учитывается

При рассмотрении различных свойств материалов часто уделяется внимание и теплопроводности. Этот показатель важен в нижеприведенных случаях:


  1. Когда нужно отвести тепло от объекта. Тепловая энергия может возникать из-за трения. При этом нагрев становится причиной изменения основных свойств металлов и сплавов: прочности и твердости поверхности. Примером назовем конструкцию двигателя внутреннего сгорания. В процессе хода поршня в блоке цилиндров происходит нагрев основных элементов конструкции. Из-за слишком высокого нагрева даже металлы, устойчивые к воздействию высокой температуры, начинают терять прочность и становятся более пластичными. В результате происходит изменение геометрических размеров важных элементов конструкции, и она выходит из строя. Учитывается теплопроводность и при создании режущего инструмента, обшивки самолетов или высокоскоростных поездов.
  2. Когда нужно передать тепловую энергию. Центральная система отопления основана на нагреве рабочей среды, которая после подводится к потребителю и происходит передача энергии окружающей среде. Для того чтобы повысить эффективность создаваемой системы трубы, и отопительные радиаторы изготавливаются из металлов, которые способны быстро передавать тепло.
  3. Когда нужно изолировать поверхность. Встречается ситуация, когда нужно снизить вероятность нагрева поверхности. Для этого применяются специальные материалы, которые обладают высокими изоляционными качествами. Некоторые металлы и сплавы также обладают отражающими свойствами и не нагреваются, а также не передают тепло. Примером назовем фольгу, которая часто применяется в качестве отражающего экрана. Она также изготавливается из тонкого слоя металла, обладающего низким коэффициентом проводимости.


В заключение отметим, что до развития молекулярно-кинетической теории было принято считать передачу тепловой энергии признаком перетекания гипотетического теплорода. Появление современного оборудования позволило изучить строение материалов и изучить поведение частиц при воздействии высокой температуры. Передача энергии происходит за счет быстрого движения молекул, которые начинают сталкиваться, и приводит в движение другие молекулы, находящиеся в спокойном состоянии.

Теплопроводность материалов

 


Ярко выраженной способностью проводить тепло обладают металлы. Для полимеров свойственна невысокая теплопроводность, а некоторые из них практически не проводят тепло, например, стекловолокно, такие материалы называются теплоизоляторами. Чтобы существовал тот или иной поток тепла через пространство, необходимо наличие некоторой субстанции в этом пространстве, поэтому в открытом космосе (пустое пространство) теплопроводность равна нулю.


Каждый гомогенный (однородный) материал характеризуется коэффициентом теплопроводности (обозначается греческой буквой лямбда), то есть величиной, которая определяет, сколько тепла нужно передать через площадь 1 м², чтобы за одну секунду, пройдя через толщу материала в один метр, температура на его концах изменилась на 1 К. Это свойство присуще каждому материалу и изменяется в зависимости от его температуры, поэтому этот коэффициент измеряют, как правило, при комнатной температуре (300 К) для сравнения характеристики разных веществ.

Если материал является неоднородным, например, железобетон, тогда вводят понятие полезного коэффициента теплопроводности, который измеряется согласно коэффициентам однородных веществ, составляющих этот материал.

В таблице ниже приведены коэффициенты теплопроводности некоторых металлов и сплавов во Вт/(м*К) для температуры 300 К (27 °C):

  • сталь 47—58;
  • алюминий 237;
  • медь 372,1—385,2;
  • бронза 116—186;
  • цинк 106—140;
  • титан 21,9;
  • олово 64,0;
  • свинец 35,0;
  • железо 80,2;
  • латунь 81—116;
  • золото 308,2;
  • серебро 406,1—418,7.

В следующей таблице приведены данные для неметаллических твердых веществ:

  • стекловолокно 0,03—0,07;
  • стекло 0,6—1,0;
  • асбест 0,04;
  • дерево 0,13;
  • парафин 0,21;
  • кирпич 0,80;
  • алмаз 2300.


Из рассматриваемых данных видно, что теплопроводность металлов намного превышает таковую для неметаллов. Исключение составляет алмаз, который обладает коэффициентом теплопередачи в пять раз больше, чем медь. Это свойство алмаза связано с сильными ковалентными связями между атомами углерода, которые образуют его кристаллическую решетку. Именно благодаря этому свойству человек чувствует холод при прикосновении к алмазу губами. Свойство алмаза хорошо переносить тепловую энергию используется в микроэлектронике для отвода тепла из микросхем. А также это свойство используется в специальных приборах, позволяющих отличить настоящий алмаз от подделки.

В некоторых индустриальных процессах стараются увеличить способность передачи тепла, чего достигают либо за счет хороших проводников, либо за счет увеличения площади контакта между составляющими конструкции. Примерами таких конструкций являются теплообменники и рассеиватели тепла. В других же случаях, наоборот, стараются уменьшить теплопроводность, чего достигают за счет использования теплоизоляторов, пустот в конструкциях и снижения площади контакта элементов.

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда.

По данным таблицы видно, что высокую теплопроводность (при комнатной температуре) имеют магниевые сплавы и никель. Низкая же теплопроводность свойственна нихрому, инвару и сплаву Вуда.

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Коэффициенты теплопроводности алюминиевых, медных и никелевых сплавов

Теплопроводность металлов, алюминиевых, медных и никелевых сплавов в таблице дана в интервале температуры от 0 до 600°С в размерности Вт/(м·град).
Металлы и сплавы: алюминий, алюминиевые сплавы, дюралюминий, латунь, медь, монель, нейзильбер, нихром, нихром железистый, сталь мягкая. Алюминиевые сплавы имеют большую теплопроводность, чем латунь и сплавы никеля.

Коэффициенты теплопроводности сплавов

В таблице даны значения теплопроводности сплавов в интервале температуры от 20 до 200ºС.
Сплавы: алюминиевая бронза, бронза, бронза фосфористая, инвар, константан, манганин, магниевые сплавы, медные сплавы, сплав Розе, сплав Вуда, никелевые сплавы, никелевое серебро, платиноиридий, сплав электрон, платинородий.

Коэффициенты теплопередачи сталей

 

Способность передавать тепло для сталей зависит от двух главных факторов: состава и температуры.


Простые углеродные стали при увеличении содержания углерода снижают свой удельный вес, в соответствии с которым также уменьшается и их способность переносить тепло от 54 до 36 Вт/(м*К) при изменении процента углерода в стали от 0,5 до 1,5%.

Нержавеющие стали содержат в своем составе хром (10% и больше), которые вместе с углеродом образует сложные карбиды, препятствующие окислению материала, а также повышает электродный потенциал металла. Теплопроводность нержавейки невелика в сравнении с другими сталями и колеблется от 15 до 30 Вт/(м*К) в зависимости от ее состава. Жаропрочные хромоникелевые стали обладают еще более низкими значениями этого коэффициента (11—19 Вт/(м*К).

Другим классом являются оцинкованные стали с удельным весом 7 850 кг/м3, которые получают путем нанесения покрытий на сталь, состоящих из железа и цинка. Так как цинк легче проводит тепло, чем железо, то и теплопроводность оцинкованной стали будет относительно высокой в сравнении с другими классами стали. Она колеблется от 47 до 58 Вт/(м*К).

Теплопроводность стали при различных температурах, как правило, не изменяется сильно. Например, коэффициент теплопроводности стали 20 при увеличении температуры от комнатной до 1200 °C снижается от 86 до 30 Вт/(м*К), а для марки стали 08Х13 увеличение температуры от 100 до 900 °C не изменяет ее коэффициент теплопроводности (27—28 Вт/(м*К).

Факторы, влияющие на физическую величину

Способность проводить тепло зависит от ряда факторов, включая температуру, структуру и электрические свойства вещества.

Температура материала


Влияние температуры на способность проводить тепло различается для металлов и неметаллов. В металлах проводимость главным образом связана со свободными электронами. Согласно закону Видемана—Франца теплопроводность металла пропорциональна произведению абсолютной температуры, выраженной в Кельвинах, на его электропроводность. В чистых металлах с увеличением температуры уменьшается электропроводность, поэтому теплопроводность остается приблизительно постоянной величиной. В случае сплавов электропроводность мало изменяется с ростом температуры, поэтому теплопроводность сплавов растет пропорционально температуре.

С другой стороны, передача тепла в неметаллах главным образом связана с колебаниями решетки и обмене решеточными фононами. За исключением кристаллов высокого качества и низких температур, путь пробега фононов в решетке значительно не уменьшается при высоких температурах, поэтому и теплопроводность остается постоянной величиной во всем температурном диапазоне, то есть является незначительной. При температурах ниже температуры Дебая способность неметаллов проводить тепло, наряду с их теплоемкостью, значительно уменьшается.

Фазовые переходы и структура

Когда материал испытывает фазовый переход первого рода, например, из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газ, то его теплопроводность может измениться. Ярким примером такого изменения является разница этой физической величины для льда (2,18 Вт/(м*К) и воды (0,90 Вт/(м*К).

Изменения кристаллической структуры материалов также влияют на теплопроводность, что объясняется анизотропными свойствами различных аллотропных модификаций вещества одного и того же состава. Анизотропия влияет на различную интенсивность рассеивания решеточных фононов, основных переносчиков тепла в неметаллах, и в различных направлениях в кристалле. Здесь ярким примером является сапфир, проводимость которого изменяется от 32 до 35 Вт/(м*К) в зависимости от направления.

Электрическая проводимость

Теплопроводность в металлах изменяется вместе с электропроводностью согласно закону Видемана—Франца. Это связано с тем, что валентные электроны, свободно перемещаясь по кристаллической решетке металла, переносят не только электрическую, но и тепловую энергию. Для других материалов корреляция между этими типами проводимости не является ярко выраженной, ввиду незначительного вклада электронной составляющей в теплопроводность (в неметаллах основную роль в механизме передачи тепла играют решеточные фононы).

Процесс конвекции

Воздух и другие газы являются, как правило, хорошими теплоизоляторами при отсутствии процесса конвекции. На этом принципе основана работа многих теплоизолирующих материалов, содержащих большое количество небольших пустот и пор. Такая структура не позволяет конвекции распространяться на большие расстояния. Примерами таких материалов, полученных человеком, являются полистирен и силицидный аэрогель. В природе на том же принципе работают такие теплоизоляторы, как шкура животных и оперение птиц.

Легкие газы, например, водород и гель, имеют высокие значения теплопроводности, а тяжелые газы, например, аргон, ксенон и радон, являются плохими проводниками тепла. Например, аргон, инертный газ, который тяжелее воздуха, часто используется в качестве теплоизолирующего газового наполнителя в двойных окнах и в электрических лампочках. Исключением является гексафторид серы (элегаз), который является тяжелым газом и обладает относительно высокой теплопроводностью, ввиду его большой теплоемкости.

Удельное сопротивление и температурный коэффициент расширения (КТР) металлической проволоки (при 18ºС)

В таблице указаны значения удельного электрического сопротивления и КТР металлической проволоки, выполненной из различных металлов и сплавов.
Материал проволоки: алюминий, вольфрам, железо, золото, латунь, манганин, медь, никель, константан, нихром, олово, платина, свинец, серебро, цинк.
Как видно из таблицы, нихромовая проволока имеет высокое удельное электрическое сопротивление и успешно применяется в качестве спиралей накаливания нагревательных элементов множества бытовых и промышленных устройств.

Удельная теплоемкость цветных сплавов

В таблице приведены величины удельной (массовой) теплоемкости двухкомпонентных и многокомпонентных цветных сплавов, не содержащих железа, при температуре от 123 до 1000К. Теплоемкость указана в размерности кДж/(кг·град).
Дана теплоемкость следующих сплавов: сплавы, содержащие алюминий, медь, магний, ванадий, цинк, висмут, золото, свинец, олово, кадмий, никель, иридий, платина, калий, натрий, марганец, титан, сплав висмут — свинец — олово, сплав висмут-свинец, висмут — свинец — кадмий, алюмель, сплав липовица, нихром, сплав розе.

Также существует отдельная таблица, где представлена удельная теплоемкость металлов при различных температурах.

Удельная теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов

Удельная (массовая) теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов приведена в таблице при температуре от 0 до 1300ºС.
Размерность теплоемкости кал/(г·град).
Теплоемкость специальных сплавов: алюмель, белл-металл, сплав Вуда, инвар, липовица сплав, манганин, монель, сплав Розе, фосфористая бронза, хромель, сплав Na-K, сплав Pb — Bi, Pb — Bi — Sn, Zn — Sn — Ni — Fe — Mn.

Сводные таблицы теплоемкостей

Теплоемкость веществВещество Агрегатное состояние  Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К)

Золото  твердое 129 
Свинец твердое 130 
Иридий твердое 134 
Вольфрам твердое  134 
Платина твердое 134 
Ртуть жидкое  139 
Олово твердое 218
Серебро твердое 234 
Цинк твердое 380 
Латунь  твердое  380
Медь твердое  385 
Константан твердое 410 
Железо  твердое 444 
Сталь твердое 460
Высоколегированная сталь твердое 480 
Чугун твердое 500
Никель твердое 500 
Алмаз  твердое 502
Флинт (стекло) твердое 503 
Кронглас (стекло) твердое 670 
Кварцевое стекло твердое 703
Сера ромбическая  твердое 710
Кварц  твердое 750
Гранит твердое 770 
Фарфор твердое 800 
Цемент твердое 800 
Кальцит  твердое 800
Базальт твердое 820 
Песок твердое 835 
Графит твердое 840 
Кирпич твердое 840 
Оконное стекло твердое 840 
Асбест твердое  840 
Кокс (0…100°С) твердое 840 
Известь твердое 840 
Волокно минеральное твердое 840
Земля (сухая) твердое 840 
Мрамор твердое 840 
Соль поваренная  твердое 880 
Слюда  твердое 880 
Нефть жидкое 880
Глина  твердое 900 
Соль каменная  твердое 920
Асфальт твердое 920 
Кислород  газообразное 920 
Алюминий  твердое 930
Трихлорэтилен  жидкое 930 
Абсоцемент  твердое  960
Силикатный кирпич твердое 1000 
Полихлорвинил твердое 1000 
Хлороформ жидкое 1000
Воздух (сухой)  газообразное 1005 
Азот газообразное 1042 
Гипс  твердое  1090 
Бетон твердое 1130
Сахар-песок   1250 
Хлопок  твердое 1300 
Каменный уголь  твердое 1300
Бумага (сухая) твердое  1340
Серная кислота (100%) жидкое 1340
Сухой лед (твердый CO2) твердое 1380
Полистирол твердое 1380 
Полиуретан  твердое 1380
Резина (твердая) твердое 1420
Бензол жидкое 1420
Текстолит  твердое 1470
Солидол  твердое  1470
Целлюлоза  твердое 1500 
Кожа твердое 1510 
Бакелит твердое 1590 
Шерсть твердое 1700 
Машинное масло жидкое  1670 
Пробка твердое 1680 
Толуол твердое 1720 
Винилпласт  твердое 1760
Скипидар жидкое 1800 
Бериллий твердое 1824 
Керосин бытовой жидкое 1880
Пластмасса  твердое 1900
Соляная кислота (17%) жидкое 1930
Земля (влажная) твердое 2000
Вода (пар при 100°C) газообразное  2020 
Бензин жидкое 2050 
Вода (лед при 0°C)  твердое  2060 
Сгущенное молоко    2061
Деготь каменноугольный жидкое 2090
Ацетон  жидкое 2160 
Сало   2175
Парафин  жидкое 2200 
Древесноволокнистая плита твердое 2300 
Этиленгликоль  жидкое 2300 
Этанол (спирт)  жидкое 2390 
Дерево (дуб) твердое 2400 
Глицерин жидкое 2430
Метиловый спирт жидкое 2470 
Говядина жирная    2510
Патока   2650
Масло сливочное    2680
Дерево (пихта) твердое  2700
Свинина, баранина   2845
Печень   3010
Азотная кислота (100%) жидкое 3100
Яичный белок (куриный)   3140
Сыр    3140
Говядина постная   3220
Мясо птицы    3300
Картофель   3430
Тело человека   3470
Сметана   3550
Литий  твердое 3582 
Яблоки   3600
Колбаса   3600
Рыба постная   3600 
Апельсины, лимоны   3670
Сусло пивное  жидкое  3927 
Вода морская (6% соли) жидкое 3780 
Грибы    3900
Вода морская (3% соли)  жидкое 3930
Вода морская (0,5% соли) жидкое 4100 
Вода  жидкое 4183 
Нашатырный спирт  жидкое 4730 
Столярный клей  жидкое 4190
Гелий  газообразное 5190 
Водород  газообразное  14300 

Теплоемкость материалов

Название материала Название материала C, ккал/кг*С
ABS АБС, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола 0,34
POM Полиоксиметилен 0,35
PMMA Полиметилметакрилат 0,35
Ionomer Иономеры 0,55
PA6/6.6/6.10 Полиамид 6/6.6/6.10 0,4
PA 11 Полиамид 11 0,58
PA 12 Полиамид 12 0,28
PC Поликарбонат 0,28
PU Полиуретан 0,45
PBT Полибутилентерефталат 0,3–0,5
PE Полиэтилен 0,55
PET Полиэтилентерефталат 0,3–0,5
PPO Полифениленоксид 0,4
PI Карбоксиметилцеллюлоза, полианионовая целлюлоза 0,27
PP Полипропилен 0,46
PS (GP) Полистирол 0,28
PSU Полисульфон 0,31
PCV Полихлорвинил 0,2
SAN (AS) Смолы, сополимеры на основе стирола и акрилонитрита 0,32

Теплопроводность строительных материалов

Проектированием энергоэффективных домов должны заниматься специалисты, но в реальной жизни все может быть иначе. Случается так, что владельцы домов по ряду причин вынуждены самостоятельно подбирать материалы для строительства. Им также потребуется рассчитать теплотехнические параметры, на основании которых будут проводиться термоизоляция и утепление. Поэтому нужно иметь хотя бы минимальные представления о строительной теплотехнике и ее основных понятиях, таких как коэффициент теплопроводности, в каких единицах измеряется и как просчитывается. Знание этих «азов» поможет правильно утеплить свой дом и экономно его отапливать.

Что такое теплопроводность


Теплопроводность кирпичной стены: без утеплителя; с утеплителем снаружи; с утеплителем внутри дома;

Если говорить простыми словами, то теплопроводность – это передача тепла от более горячего тела к менее горячему. Если не углубляться в подробности, то все физические материалы и вещества могут передавать тепловую энергию.

Ежедневно, даже на самом примитивном бытовом уровне мы сталкиваемся с теплопроводностью, которая проявляется у каждого материала по-разному и в очень отличающейся степени. Для примера, если мешать кипящую воду металлической ложкой – можно очень скоро получить ожег, так как ложка нагреется почти моментально. Если же использовать деревянную лопатку, то нагреваться она будет очень медленно. Этот пример наглядно показывает разницу теплопроводности у металла и дерева – у металла она в разы выше.

Коэффициент теплопроводности

Для оценки теплопроводности любого материала используется коэффициент теплопроводности (λ), который измеряется в Вт/(м×℃) или Вт/(м×К). Этот коэффициент обозначает количество тепла, которое может провести любой материал, не зависимо от своего размера, за единицу времени на определённое расстояние. Если мы видим, что какой-то материал имеет большое значение коэффициента, то он очень хорошо проводит тепло и его можно использовать в роли обогревателей, радиаторов, конвекторов. К примеру, металлические радиаторы отопления в помещениях работают очень эффективно, отлично передавая нагрев от теплоносителя внутренним воздушным массам в помещении.

Если же говорить о материалах, используемых при строительстве стен, перегородок, крыши, то высокая теплопроводность – явление нежелательное. При высоком коэффициенте здание теряет слишком много тепла, для сохранения которого внутри помещения нужно будет сооружать довольно толстые конструкции. А это влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

Коэффициент теплопроводности зависит от температуры. По этой причине в справочной литературе указывается несколько значений коэффициента, которые изменяются при увеличении температур. На проводимость тепла влияют и условия эксплуатации. В первую очередь речь идет о влажности, так как при увеличении процента влаги коэффициент теплопроводности также возрастает. Поэтому проводя такого рода расчеты нужно знать реальные климатические условия, в которых здание будет построено.

Сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопроводности – важная характеристика любого материала. Но эта величина не совсем точно описывает теплопроводные способности конструкции, так как не учитывает особенности ее строения. Поэтому более целесообразно просчитывать сопротивление теплопередачи, которое по своей сути является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Но в отличие от последнего при расчете учитывается толщина материала и другие важные особенности конструкции.

При строительстве, как правило, используются многослойные конструкции. Одним из таких слоев является утеплительный материал, который максимально повышает значение термического сопротивления. Каждый слой такой конструкции имеет свое сопротивление и его нужно рассчитывать исходя из коэффициента теплопроводности и толщины материала. Суммировав сопротивления всех слоев, мы получим общее сопротивление всей конструкции.

Важно отметить, что воздушные прослойки, которые находятся в конструкции перегородки и не сообщаются с внешним воздухом, значительно увеличивают общее сопротивление теплопередаче.

Современные тенденции строительства предусматривают использования в качестве утеплителя синтетических материалов, которые обладают отличными характеристиками, удобны и просты в монтаже.

Читайте также:   Как обогреть дом с помощью электричества экономно

Коэффициенты теплопроводности плотности и теплоемкости рассчитаны почти для всех строительных материалов. Ниже приведена таблица с информацией о коэффициентах для всех материалов, которые могут использоваться при строительстве зданий. Даже просто взглянув на эти данные, становится понятно, насколько разная проводимость тепла у строительных материалов и насколько сильно могут отличаться значения коэффициентов. Для упрощения выбора материала покупателем, производители указывают значение коэффициента теплопроводности в паспорте на свой товар.

class=»wp-block-separator is-style-wide»>

Материал Плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/(м·град) Теплоемкость, Дж/(кг·град)
ABS (АБС пластик) 1030…1060 0.13…0.22 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 1000…1800 0.29…0.7 840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—72 1100…1200 0.21
Альфоль 20…40 0.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83) 2600 221 840
Асбест волокнистый 470 0.16 1050
Асбестоцемент 1500…1900 1.76 1500
Асбестоцементный лист 1600 0.4 1500
Асбозурит 400…650 0.14…0.19
Асбослюда 450…620 0.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78) 1500…1700 1670
Асботермит 500 0.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста 1800 0.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста 1800 0.64…0.52
Асбоцемент войлочный 144 0.078
Асфальт 1100…2110 0.7 1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) 2100 1.05 1680
Асфальт в полах 0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM 1400 0.22
Аэрогель (Aspen aerogels) 110…200 0.014…0.021 700
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Бальза 110…140 0.043…0.052
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон легкий с природной пемзой 500…1200 0.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на вулканическом шлаке 800…1600 0.2…0.52 840
Бетон на доменных гранулированных шлаках 1200…1800 0.35…0.58 840
Бетон на зольном гравии 1000…1400 0.24…0.47 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке 1400 0.56 880
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон на топливных шлаках 1000…1800 0.3…0.7 840
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон сплошной 1.75
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумоперлит 300…400 0.09…0.12 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бронза 7500…9300 22…105 400
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98
Вата минеральная легкая 50 0.045 920
Вата минеральная тяжелая 100…150 0.055 920
Вата стеклянная 155…200 0.03 800
Вата хлопковая 30…100 0.042…0.049
Вата хлопчатобумажная 50…80 0.042 1700
Вата шлаковая 200 0.05 750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67 100…200 0.064…0.076 840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка 100…200 0.064…0.074 840
Вермикулитобетон 300…800 0.08…0.21 840
Войлок шерстяной 150…330 0.045…0.052 1700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат(пеноблок) 300…1000 0.08…0.21 840
Газо- и пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29 840
Гетинакс 1350 0.23 1400
Гипс формованный сухой 1100…1800 0.43 1050
Гипсокартон 500…900 0.12…0.2 950
Гипсоперлитовый раствор 0.14
Гипсошлак 1000…1300 0.26…0.36
Глина 1600…2900 0.7…0.9 750
Глина огнеупорная 1800 1.04 800
Глиногипс 800…1800 0.25…0.65
Глинозем 3100…3900 2.33 700…840
Гнейс (облицовка) 2800 3.5 880
Гравий (наполнитель) 1850 0.4…0.93 850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка 200…800 0.1…0.18 840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка 400…800 0.11…0.16 840
Гранит (облицовка) 2600…3000 3.5 880
Грунт 10% воды 1.75
Грунт 20% воды 1700 2.1
Грунт песчаный 1.16 900
Грунт сухой 1500 0.4 850
Грунт утрамбованный 1.05
Гудрон 950…1030 0.3
Доломит плотный сухой 2800 1.7
Дуб вдоль волокон (дерево) 700 0.23 2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83) 700 0.1 2300
Дюралюминий 2700…2800 120…170 920
Железо 7870 70…80 450
Железобетон 2500 1.7 840
Железобетон набивной 2400 1.55 840
Зола древесная 780 0.15 750
Золото 19320 318 129
Известняк (облицовка) 1400…2000 0.5…0.93 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…400 0.067…0.11 1680
Изделия вулканитовые 350…400 0.12
Изделия диатомитовые 500…600 0.17…0.2
Изделия ньювелитовые 160…370 0.11
Изделия пенобетонные 400…500 0.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые 200…300 0.064…0.076
Изделия совелитовые 230…450 0.12…0.14
Иней 0.47
Ипорка (вспененная смола) 15 0.038
Каменноугольная пыль 730 0.12
Камни многопустотные из легкого бетона 500…1200 0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152 500…2000 0.32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины 500…2000 0.29…0.99
Камень строительный 2200 1.4 920
Карболит черный 1100 0.23 1900
Картон асбестовый изолирующий 720…900 0.11…0.21
Картон гофрированный 700 0.06…0.07 1150
Картон облицовочный 1000 0.18 2300
Картон парафинированный 0.075
Картон плотный 600…900 0.1…0.23 1200
Картон пробковый 145 0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75) 650 0.13 2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74) 500 0.04…0.06
Каучук вспененный 82 0.033
Каучук вулканизированный твердый серый 0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый 920 0.184
Каучук натуральный 910 0.18 1400
Каучук твердый 0.16
Каучук фторированный 180 0.055…0.06
Кедр красный 500…570 0.095
Кембрик лакированный 0.16
Керамзит 800…1000 0.16…0.2 750
Керамзитовый горох 900…1500 0.17…0.32 750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией 800…1200 0.23…0.41 840
Керамзитобетон легкий 500…1200 0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 500…1800 0.14…0.66 840
Керамзитобетон на перлитовом песке 800…1000 0.22…0.28 840
Керамика 1700…2300 1.5
Керамика теплая 0.12
Кирпич доменный (огнеупорный) 1000…2000 0.5…0.8
Кирпич диатомовый 500 0.8
Кирпич изоляционный 0.14
Кирпич карборундовый 1000…1300 11…18 700
Кирпич красный плотный 1700…2100 0.67 840…880
Кирпич красный пористый 1500 0.44
Кирпич клинкерный 1800…2000 0.8…1.6
Кирпич кремнеземный 0.15
Кирпич облицовочный 1800 0.93 880
Кирпич пустотелый 0.44
Кирпич силикатный 1000…2200 0.5…1.3 750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7
Кирпич силикатный щелевой 0.4
Кирпич сплошной 0.67
Кирпич строительный 800…1500 0.23…0.3 800
Кирпич трепельный 700…1300 0.27 710
Кирпич шлаковый 1100…1400 0.58
Кладка бутовая из камней средней плотности 2000 1.35 880
Кладка газосиликатная 630…820 0.26…0.34 880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит 540 0.24 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе 1600 0.47 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе 1800 0.56 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе 1700 0.52 880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1000…1400 0.35…0.47 880
Кладка из малоразмерного кирпича 1730 0.8 880
Кладка из пустотелых стеновых блоков 1220…1460 0.5…0.65 880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.64 880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1400 0.52 880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе 1800 0.7 880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе 1000…1200 0.29…0.35 880
Кладка из ячеистого кирпича 1300 0.5 880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.52 880
Кладка «Поротон» 800 0.31 900
Клен (дерево) 620…750 0.19
Кожа 800…1000 0.14…0.16
Композиты технические 0.3…2
Краска масляная (эмаль) 1030…2045 0.18…0.4 650…2000
Кремний 2000…2330 148 714
Кремнийорганический полимер КМ-9 1160 0.2 1150
Латунь 8100…8850 70…120 400
Лед -60°С 924 2.91 1700
Лед -20°С 920 2.44 1950
Лед 0°С 917 2.21 2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79) 1600…1800 0.33…0.38 1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77) 1400…1800 0.23…0.35 1470
Липа, (15% влажности) 320…650 0.15
Лиственница (дерево) 670 0.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75) 1600…1800 0.23…0.35 840
Листы вермикулитовые 0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266 800 0.15 840
Листы пробковые легкие 220 0.035
Листы пробковые тяжелые 260 0.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб 220…300 0.073…0.084
Мастика асфальтовая 2000 0.7
Маты, холсты базальтовые 25…80 0.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75) 150 0.061 840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем 50…125 0.048…0.056 840
(ГОСТ 9573-82)      
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00) 100…150 0.038
Мел 1800…2800 0.8…2.2 800…880
Медь (ГОСТ 859-78) 8500 407 420
Миканит 2000…2200 0.21…0.41 250
Мипора 16…20 0.041 1420
Морозин 100…400 0.048…0.084
Мрамор (облицовка) 2800 2.9 880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С) 1000…2500 0.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С) 300…1200 0.08…0.23
Настил палубный 630 0.21 1100
Найлон 0.53
Нейлон 1300 0.17…0.24 1600
Неопрен 0.21 1700
Опилки древесные 200…400 0.07…0.093
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Парафин 870…920 0.27
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0.23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пемза 400…700 0.11…0.16
Пемзобетон 800…1600 0.19…0.52 840
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пеногипс 300…600 0.1…0.15
Пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0.05 1340
Пенополистирол «Пеноплекс» 35…43 0.028…0.03 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0.041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели (PIR) ПИР 0.025
Пеносиликальцит 400…1200 0.122…0.32
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039
Пергамент 0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83) 600 0.17 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 1100…1300 0.7 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 1550 1.2 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 2400 1.55 840
Перлит 200 0.05
Перлит вспученный 100 0.06
Перлитобетон 600…1200 0.12…0.29 840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74) 100…200 0.035…0.041 1050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76) 200…300 0.064…0.076 1050
Песок 0% влажности 1500 0.33 800
Песок 10% влажности 0.97
Песок 20% влажности 1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 0.35 840
Песок речной мелкий 1500 0.3…0.35 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 1650 1.13 2090
Песчаник обожженный 1900…2700 1.5
Пихта 450…550 0.1…0.26 2700
Плита бумажная прессованая 600 0.07
Плита пробковая 80…500 0.043…0.055 1850
Плитка облицовочная, кафельная 2000 1.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0.04
Плиты алебастровые 0.47 750
Плиты из гипса ГОСТ 6428 1000…1200 0.23…0.35 840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) 200…1000 0.06…0.15 2300
Плиты из керзмзито-бетона 400…600 0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 200…300 0.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75) 40…100 0.038…0.047 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) 50 0.056 840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 350…400 0.093…0.104
Плиты камышитовые 200…300 0.06…0.07 2300
Плиты кремнезистые   0.07
Плиты льнокостричные изоляционные 250 0.054 2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 150…200 0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 225 0.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия) 170…230 0.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 200 0.052 840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем 200 0.064 840
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)      
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 125…200 0.056…0.07 840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих 0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом 50…350 0.048…0.091 840
и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)  
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87 80…100 0.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые 30…35 0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 32 0.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80 300 0.087
Плиты перлито-волокнистые 150 0.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76 250 0.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74 150 0.044
Плиты перлитоцементные 0.08
Плиты строительный из пористого бетона 500…800 0.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные 200…300 0.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74) 200…300 0.052…0.064 2300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе 300…800 0.07…0.16 2300
Покрытие ковровое 630 0.2 1100
Покрытие синтетическое (ПВХ) 1500 0.23
Пол гипсовый бесшовный 750 0.22 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 1400…1600 0.15…0.2
Поликарбонат (дифлон) 1200 0.16 1100
Полипропилен (ГОСТ 26996 – 86) 900…910 0.16…0.22 1930
Полистирол УПП1, ППС 1025 0.09…0.14 900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263) 200…600 0.065…0.145 1060
Полистиролбетон модифицированный на 200…500 0.057…0.113 1060
активированном пластифицированном шлакопортландцементе  
Полистиролбетон модифицированный на 200…500 0.052…0.105 1060
композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах  
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе 250…300 0.075…0.085 1060
Полистиролбетон модифицированный на 200…500 0.062…0.121 1060
шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах    
Полиуретан 1200 0.32
Полихлорвинил 1290…1650 0.15 1130…1200
Полиэтилен высокой плотности 955 0.35…0.48 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 920 0.25…0.34 1700
Поролон 34 0.04
Портландцемент (раствор) 0.47
Прессшпан 0.26…0.22
Пробка гранулированная 45 0.038 1800
Пробка минеральная на битумной основе 270…350 0.28
Пробка техническая 50 0.037 1800
Ракушечник 1000…1800 0.27…0.63
Раствор гипсовый затирочный 1200 0.5 900
Раствор гипсоперлитовый 600 0.14 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 400…500 0.09…0.12 840
Раствор известковый 1650 0.85 920
Раствор известково-песчаный 1400…1600 0.78 840
Раствор легкий LM21, LM36 700…1000 0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 1700 0.52 840
Раствор цементный, цементная стяжка 2000 1.4
Раствор цементно-песчаный 1800…2000 0.6…1.2 840
Раствор цементно-перлитовый 800…1000 0.16…0.21 840
Раствор цементно-шлаковый 1200…1400 0.35…0.41 840
Резина мягкая 0.13…0.16 1380
Резина твердая обыкновенная 900…1200 0.16…0.23 1350…1400
Резина пористая 160…580 0.05…0.17 2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17 1680
Руда железная 2.9
Сажа ламповая 170 0.07…0.12
Сера ромбическая 2085 0.28 762
Серебро 10500 429 235
Сланец глинистый вспученный 400 0.16
Сланец 2600…3300 0.7…4.8
Слюда вспученная 100 0.07
Слюда поперек слоев 2600…3200 0.46…0.58 880
Слюда вдоль слоев 2700…3200 3.4 880
Смола эпоксидная 1260…1390 0.13…0.2 1100
Снег свежевыпавший 120…200 0.1…0.15 2090
Снег лежалый при 0°С 400…560 0.5 2100
Сосна и ель вдоль волокон (дерево) 500 0.18 2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72) 500 0.09 2300
Сосна смолистая 15% влажности (дерево) 600…750 0.15…0.23 2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81) 7850 58 482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78) 2500 0.76 840
Стекловата 155…200 0.03 800
Стекловолокно 1700…2000 0.04 840
Стеклопластик 1800 0.23 800
Стеклотекстолит 1600…1900 0.3…0.37
Стружка деревянная прессованая 800 0.12…0.15 1080
Стяжка ангидритовая 2100 1.2
Стяжка из литого асфальта 2300 0.9
Текстолит 1300…1400 0.23…0.34 1470…1510
Термозит 300…500 0.085…0.13
Тефлон 2120 0.26
Ткань льняная 0.088
Толь (ГОСТ 10999-76) 600 0.17 1680
Тополь (дерево) 350…500 0.17
Торфоплиты 275…350 0.1…0.12 2100
Туф (облицовка) 1000…2000 0.21…0.76 750…880
Туфобетон 1200…1800 0.29…0.64 840
Уголь древесный кусковой (при 80°С) 190 0.074
Уголь каменный газовый 1420 3.6
Уголь каменный обыкновенный 1200…1350 0.24…0.27
Фарфор 2300…2500 0.25…1.6 750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69) 600 0.12…0.18 2300…2500
Фибра красная 1290 0.46
Фибролит (серый) 1100 0.22 1670
Целлофан 0.1
Целлулоид 1400 0.21
Цементные плиты 1.92
Черепица бетонная 2100 1.1
Черепица глиняная 1900 0.85
Черепица из ПВХ асбеста 2000 0.85
Чугун
Шевелин 140…190 0.056…0.07
Шелк 100 0.038…0.05
Шлак гранулированный 500 0.15 750
Шлак доменный гранулированный 600…800 0.13…0.17
Шлак котельный 1000 0.29 700…750
Шлакобетон 1120…1500 0.6…0.7 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 1000…1800 0.23…0.52 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 800…1600 0.17…0.47 840
Штукатурка гипсовая 800 0.3 840
Штукатурка известковая 1600 0.7 950
Штукатурка из синтетической смолы 1100 0.7
Штукатурка известковая с каменной пылью 1700 0.87 920
Штукатурка из полистирольного раствора 300 0.1 1200
Штукатурка перлитовая 350…800 0.13…0.9 1130
Штукатурка сухая 0.21
Штукатурка утепляющая 500 0.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 1800 1 880
Штукатурка цементная 0.9
Штукатурка цементно-песчаная 1800 1.2
Шунгизитобетон 1000…1400 0.27…0.49 840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка 200…600 0.064…0.11 840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) 400…800 0.12…0.18 840
и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка    
Эбонит 1200 0.16…0.17 1430
Эбонит вспученный 640 0.032
Эковата 35…60 0.032…0.041 2300
Энсонит (прессованный картон) 400…500 0.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая) 0.16…0.27

Таблица теплопроводности теплоемкости и плотности материалов

Необходимость расчетов

Для чего же необходимо проводить эти вычисления, есть ли от них хоть какая-то польза на практике? Разберемся подробнее.

Оценка эффективности термоизоляции

В разных климатических регионах России разный температурный режим, поэтому для каждого из них рассчитаны свои нормативные показатели сопротивления теплопередаче. Проводятся эти расчеты для всех элементов строения, контактирующих с внешней средой. Если сопротивление конструкции находится в пределах нормы, то за утепление можно не беспокоиться.

В случае, если термоизоляция конструкции не предусмотрена, то нужно сделать правильный выбор утеплительного материала с подходящими теплотехническими характеристиками.

Тепловые потери


Тепловые потери дома

Не менее важная задача – прогнозирование тепловых потерь, без которого невозможно правильно спланировать систему отопления и создать идеальную термоизоляцию. Такие вычисления могут понадобиться при выборе оптимальной модели котла, количества необходимых радиаторов и правильной их расстановки.

Для определения тепловых потерь через любую конструкцию нужно знать сопротивление, которое вычисляется с помощью разницы температур и количества теряемого тепла, уходящего с одного квадратного метра ограждающей конструкции. И так, если мы знаем площадь конструкции и ее термическое сопротивление, а также знаем для каких климатических условий производится расчет, то можем точно определить тепловые потери. Есть хороший калькулятор расчета теплопотерь дома ( он может даже посчитать сколько будет уходить денег на отопление, примерно конечно).

Такие расчеты в здании проводятся для всех ограждающих конструкций, взаимодействующих с холодными потоками воздуха, а затем суммируются для определения общей потери тепла. На основании полученной величины проектируется система отопления, которая должна полностью компенсировать эти потери. Если же потери тепла получаются слишком большими, они влекут за собой дополнительные финансовые затраты, а это не всем «по карману». При таком раскладе нужно задуматься об улучшении системы термоизоляции.

Отдельно нужно поговорить про окна, для них сопротивление теплопередаче определяются нормативными документами. Самостоятельно проводить расчеты не нужно. Существуют уже готовые таблицы, в которых внесены значения сопротивления для всех типов конструкций окон и балконных дверей.
Тепловые потери окон рассчитываются исходя из площади, а также разницы температур по разные стороны конструкции.

Расчеты, приведенные выше, подходят для новичков, которые делают первые шаги в проектировании энергоэффективных домов. Если же за дело берется профессионал, то его расчеты более сложные, так как дополнительно учитывается множество поправочных коэффициентов – на инсоляцию, светопоглощение, отражение солнечного света, неоднородность конструкций и другие.

Методы изучения параметров теплопроводности

При проведении изучения параметров теплопроводности надо помнить о том, что характеристики конкретного металла или его сплавов от метода его выработки. Например, параметры металла полученного с помощью литья могут существенно отличаться от характеристик материала изготовленного по методам порошковой металлургии. Свойства сырого металла коренным образом отличаются от того, который прошел через термическую обработку.

Термическая нестабильность, то есть преобразование отдельных свойств металла после воздействия высоких температур является общим для практически всех материалов. Как пример можно привести то, что металлы после длительного воздействия разных температур способны достичь разных уровней рекристаллизации, а это отражается на параметрах теплопроводности.

Структура стали после термической обработки

Можно сказать следующее – при проведении исследований параметров теплопроводности необходимо использовать образцы металлов и их сплавов в стандартном и определенном технологическом состоянии, например, после термической обработки.

Например, существуют требования по измельчению металла для проведения его исследований с применением способов термического анализа. Действительно, такое требование существует при проведении ряда исследований. Бывает и такое требование – как изготовление специальных пластин и многие другие.

Нетермостабильность металлов ставит ряд ограничений использование теплофизических способов исследования. Дело в том, что этот способ проведения исследований требует нагревать образцы не менее двух раз, в определенном температурном интервале.

Один из методов называют релакционно-динамическим. Он предназначен для выполнения массовых измерений теплоемкости у металлов. В этом методе фиксируется переходная кривая температуры образца между его двумя стационарными состояниями. Этот процесс является следствием скачка тепловой мощности вводимой в испытуемый образец.

Такой метод можно назвать относительным. В нем используются испытуемый и сравнительный образцы. Главное заключается в том, что бы у образцов была одинаковая излучающая поверхность. При проведении исследований температура, воздействующая на образцы должна изменяться ступенчато, при этом по достижении заданных параметров необходимо выдержать определенное количество времени. Направление изменения температуры и ее шаг должен быть подобран таким образом, что бы образец, предназначенный для испытаний, прогревался равномерно.

В эти моменты тепловые потоки сравняются и отношение теплопередачи будет определяться как разность скоростей колебаний температуры. Иногда в процессе этих исследований источник косвенного подогрева исследуемого и сравнительного образца. На один из образцов могут быть созданы дополнительные тепловые нагрузки в сравнении со вторым образцом.

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий. Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

  • кухонная посуда с различными свойствами;
  • оборудование для пайки труб;
  • утюги;
  • подшипники качения и скольжения;
  • сантехническое оборудование для подогрева воды;
  • приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

Источники

  • https://tpspribor.ru/vidy-metalla/teploprovodnost-medi-dve-storony-odnoy-medali.html
  • https://obrabotkametalla.info/stal/koefficient-teploprovodnosti-i-teploperedachi-stali
  • https://tpspribor.ru/vidy-metalla/koefficient-teploprovodnosti-i-teploperedachi-stali-splavov.html
  • http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/metally-i-splavy/teploprovodnost-metallov-teploemkost-i-plotnost-splavov
  • http://cp-h.ru/spravochnaya-informatsiya-o-holodiljnoy-tehnike/udeljnaya-teploemkostj.html
  • https://svoydom.info/%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2-%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D1%86%D0%B0/
  • https://instanko.ru/drugoe/teploprovodnost-metallov.html
  • https://prompriem.ru/metally/teploprovodnost.html

[свернуть]

Теплоотдача алюминиевых радиаторов: подробный расчет

Правильно рассчитав теплоотдачу с учетом всех факторов, оказывающих на нее влияние, можно обеспечить нужную температуру помещения и правильную циркуляцию воздуха, которая положительно отразится на настроении и здоровье, находящихся в ней людей.

От чего зависит теплоотдача алюминиевого радиатора

Виды алюминиевых радиаторов:

  • Стальные – у них низкие технические характеристики, почти уже не представлены на современном рынке и не пользуются спросом. 
  • Чугунные по-прежнему высоко оценивают по критериям надежности. Долговечны, многие новые модели эстетично представлены с элементами художественного литья. Такие батареи впишутся в любой дизайн, нет необходимости скрывать их неэстетический вид за экранами.
  • Алюминиевые – на данный момент самый востребованный вид по техническим характеристикам и ценовой доступности. Отличаются высокой эффективностью и имеют ряд преимуществ.
  • Биметаллические – новое поколение, появились совсем недавно, но уже активно пользуются потребительским спросом. Благодаря качеству и составу из двух металлов являются самыми мощными по эффективности.

Не стоит выбирать батарею только по параметрам тепловой мощности. В различных теплосетях показатели рабочего давления будут отличаться, в частных домах давление хладагента около — 2-3 Бар, в квартирах при централизованной системе составляет 5-15 Бар и разнится от этажности. 

Скачки давления системы отопления могут повредить неправильно выбранный радиатор, поэтому сравнение стоит провести с учетом прочности отопительного устройства. 

Важные характеристики, учитываемые при подборе:

  • Мощность при выработке тепла;
  • Допустимые параметры давления;
  • Внутренний объем емкости радиатора;
  • Масса батареи.

Вес радиатора и объем емкости должны учитываться при установке в частных домах. Зная количество воды, проходящее через систему отопления, легко произвести расчет расхода тепловой энергии во время нагревания. 

Масса прибора повлияет на выбор крепежа и способа его крепления к стене. В зависимости от материала, из которого она сделана. Например, если стена выполнена из шлакоблоков или бетона, а масса батареи из-за количества секций большая, то и крюк должен быть в состоянии удержать ее вес. 

Достоинства алюминиевых радиаторов:

  • большая площадь изделия, обеспечивающая лучший теплообмен;
  • небольшая масса и легкий вес;
  • высокая теплоотдача;
  • соперничают по прочности со стальными и чугунными батареями;
  • не нуждаются в покраске и соответствуют современному дизайну интерьеров;
  • быстро нагреваются, чем существенно экономят топливо.

Производят батареи из алюминия с помощью литья каждой секции и, как заявляет производитель, выдерживают давление в 15-20 атмосфер. Радиаторы со склеенными в процессе производства секциями — экструдированные — выдерживают нагрузку до 40 атмосфер, но не отличаются прочностью, особенно в местах присоединения.

Секций можно добавить любое количество, они легко присоединяются, но при центральной системе отопления не стоит формировать слишком сложные конструкции. 

Теплоотдача одной секции способна отапливать 1,2 куб. м пространства –  примерно 120 Вт при температуре 45-50 °C. Сэкономить на электроэнергии позволяет наличие регулятора теплопотока, который изначально предусмотрен в комплектации производителя.

При монтаже не допускается использование медных или стальных комплектующих и труб, это может спровоцировать коррозию. 

Увеличить КПД уже смонтированы батарей можно с простых методов — прочистки или перекраски батарей в темные цвета. До 25 процентов увеличит теплоотдачу установка экрана позади радиатора, можно приобрести готовый вариант экрана или же воспользоваться фольгой.

Еще один эффективный вариант — изготовление металлического кожуха, который будет отдавать тепло, полученное при нагреве, даже с уже выключенным отоплением. Мощность батарей можно увеличить, добавив количество секций, результат – повышение теплоотдачи минимум на 10 процентов.

При всех этих положительных параметрах и высоком качестве у алюминиевых батарей низкая цена, что обуславливает положительные отзывы и спрос среди потребителей.

Расчет теплоотдачи радиатора из алюминия

Для расчета теплоотдачи нужно узнать необходимую мощность для обогрева помещения. Затраченное тепло определяют: размер тепла на обогрев 1 м3 помещения составляет 35-40 Вт/м3 это значение умножается на охват помещения.

Внимание! Расчеты приблизительные и служат для примерного ориентирования при выборе радиатора из алюминия.

При расчете используются, указанные в техпаспорте радиатора из алюминия, параметры для расчета теплоотдачи для 1 секции: если фактическая мощность секции при DT = 70, то при температуре помещения 19-20ºС вырабатывается тепло при внутренней температуре батареи 110 ºС, а в обратке 70 ºС. 

Ориентируясь на эти данные, видно, что теплоотдача одной секции алюминиевого радиатора с межосевым размером 500 мм и прежней температуре – 200 Вт. Температуры такого уровня обычно не используются, из-за этого мощность отдачи будет меньше.

Аналогичен расчет теплоотдачи алюминиевых радиаторов с межосевым размером 350 мм на квадратный метр помещения.

Узнать приближенное к реальному значение теплового поток можно, посчитав DT:

DT = ((Тº поступающей воды + Тº в обратке) / 2) – Тº комнаты

Число, полученное в результате формулы расчета показателей теплоотдачи алюминиевых радиаторов отопления, умножается на коэффициент, приведенный в таблице ниже.

Следуя формуле, где температура помещения 18 ºС, добавив данные теплоносителя, решение будет ((70 + 60) / 2) – 18 = 49,5. Где результат умножается на поправочный коэффициент 0,65, умножаемый на тепловой поток 204 х 0.65 = 132.6 Вт. По данному результату собирается необходимое количество секций. 

Недостатки алюминиевых радиаторов

Ограничения к материалу, с которым могут соединяться алюминиевые радиаторы, требовательность к компонентам теплоносителя и однотипность в размерах — их главные недостатки. Проблемы, связанные с возникновением коррозии, можно предотвратить применением оксидной пленки и обработке противокоррозиными агентами во время установки.

Этот вид батарей плохо переносит гидроудары центральной отопительной системы, поэтому рекомендуется к установке в частных домах, а не квартирах.

Чтобы не ошибиться с выбором отопительной системы, стоит воспользоваться консультацией специалиста или нашими примерами расчетов и таблицей. 

У алюминиевых батарей много положительных качеств, а также ряд недостатков. Спрос к ним не угасает, благодаря цене и высокому уровню теплоотдачи. При покупке стоит отдать предпочтении отечественным производителям, они учитывают при производстве качество воды, которая повлияет на срок эксплуатации.  

На нашем сайте представлен большой выбор качественных алюминиевых радиаторов, посмотрите!

От меди к алюминию | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис

Первые действительно эффективные теплообменники для системы охлаждения были выполнены из меди. Этот металл обладает лучшей теплопроводностью из всех конструктивных материалов, и некоторое время специалистам казалось, что медь в радиаторах обосновалась навсегда. Лет сорок назад медно-латунные радиаторы (медная сердцевина и латунные бачки) казались верхом технического прогресса. Отдельные элементы радиаторов соединяли пайкой – медные сплавы паяются легко. И, несмотря на очевидные недостатки медных теплообменников – очень малую их механическую прочность и жесткость, а также высокую энергозатратность изготовления, – мало кто из автомобилестроителей видел альтернативу этому «красному» металлу.

Только в 80-х годах прошлого столетия (исторически совсем недавно) у меди появился конкурент – алюминий. Этот металл проигрывал меди в теплопередаче. Зато он прочнее меди и более жесткий, что позволяет с помощью конструктивных ухищрений (алюминий позволяет сделать плоскоовальную трубку радиатора более широкой и располагать эти трубки ближе друг к другу) сделать радиаторы с такой же, как у медно-латунных, и даже более высокой эффективностью. Несмотря на явное преимущество в цене сырья, до 80-х годов алюминиевые радиаторы делать не умели. Конструкция медно-латунных радиаторов столь прочно утвердилась в сознании разработчиков, что технология производства алюминиевых радиаторов стала развиваться по проложенной медными теплообменниками колее. Алюминий стали паять. И, если медные сплавы паяются легко, то с алюминием возникли проблемы – он моментально окислялся, и пайка становилась невозможной. Алюминиевые радиаторы стали реальностью, только когда задача пайки алюминия в промышленных масштабах была решена. Появились специальные припои и печи (как циклического, так и непрерывного действия), позволяющие надежно соединять элементы конструкции в единый теплообменник с помощью паяных швов. Так появились алюминиево-паяные радиаторы.

Конструкция радиаторов стабилизировалась – алюминиевая сердцевина и пластиковые бачки для легковых автомобилей и алюминиевая сердцевина и приваренные к ней в среде инертного газа алюминиевые бачки (цельноалюминиевые радиаторы – они получаются более прочными) для грузовиков и спецтехники.

Медь окончательно и навсегда (наверное, навсегда) проиграла в конкурентной борьбе алюминиево-паяным радиаторам. Медно-латунные радиаторы сейчас в новой технике уже совершенно не используются. Их выпуск составляет малые доли процента от общего объема автомобильных теплообменников и нацелен на рынок запасных частей для старых транспортных средств.

Проблема сложности, капризности и дороговизны оборудования для пайки алюминиевых теплообменников, конечно, существует и существовала всегда. Но предприятия массового выпуска автомобильных теплообменников смирились с этой технологией, распределяя накладные на огромные тиражи изделий.

В начале 2000-х мало кто предполагал, что эта конструкция быстро начнет сдавать свои позиции.

Эффективнее, технологичнее, дешевле

О разработках поколений радиаторов, идущих на смену алюминиево-паяной конструкции, нашим читателям рассказал Петр Нечипоренко – коммерческий директор управляющей компании «Карвиль», выпускающей автомобильные теплообменники под брендом «Лузар».

Технологическая сложность пайки алюминия заставила практически одновременно с освоением пайки алюминия искать альтернативные конструкционно-технологические варианты радиаторов. Одна из таких альтернатив существовала давно – это алюминиевые сборные радиаторы, которые не имеют паяных швов.

Суть конструкции заключается в том, что использовалась круглая трубка. Эти трубки вставляют при сборке в отверстия теплоотводящих пластин-ламелей. Для сборки между трубками и пластинами должен быть некоторый зазор. Но для нормальной работы теплообменника этого зазора быть не должно. (В алюминиево-паяных радиаторах этот зазор заполняли припоем.) При сборке сердцевины алюминиевых сборных радиаторов сквозь трубки пропускали специальный инструмент – дорн. Это такой длинный стержень с головкой на конце. Головка дорна деформирует трубки изнутри, увеличивая их диаметр до такой степени, чтобы полностью устранить воздушный зазор между трубками и теплоотводящими пластинами-ламелями и обеспечить максимальную теплоотдачу радиатора.

Такой радиатор получается дешевым (из-за стоимости сырья). Технологию дорнования нельзя назвать простой, а оборудование, с помощью которого она производится, недорогим. Но массовый выпуск позволял «отбить» основные фонды и зарабатывать на выпуске таких радиаторов.

Алюминиевые сборные радиаторы с круглой трубкой использовались еще с конца 80-х годов прошлого века на автомобилях Volkswagen Audi Group, Renault, Peugeot-Citroen и АвтоВАЗ. Компания «Лузар» освоила выпуск таких алюминиевых сборных радиаторов для автомобилей этих марок на своем производстве под Санкт-Петербургом.

Однако сегодня сборная конструкция радиатора с круглой трубкой уже перестала удовлетворять автопром. Все дело как раз в этой круглой трубке, она имеет большую аэродинамическую тень, в которую не попадает холодный воздух. По этой причине сборные радиаторы с круглой трубкой имеют низкий КПД (значительно ниже, чем у алюминиево-паяных), и их применяли на автомобилях с двигателями меньше 100 л.с., где безболезненно можно было увеличить габариты теплообменников.

Казалось, алюминиевые радиаторы с плоскоовальной трубкой, которые паяют специальными припоями в среде азота, – единственная прогрессивная конструкция, способная обеспечить современные запросы автопрома.

Оказывается, что нет. В начале 2000-х появился (сначала на очень дорогих автомобилях) сборный радиатор без паяного шва, у которого не круглая, а плоскоовальная трубка.

Сейчас эта технология используется повсеместно (на автомобилях «ЛАДА Ларгус», «Рено Дастер», «Ниссан Кашкай», например), и мы можем с гордостью сказать, что она реализована компанией «Лузар» на производстве в Паргалово под Санкт-Петербургом. Мы там производим сборные радиаторы с плоскоовальной трубкой.

Преимущества у таких радиаторов оказались колоссальные. Эффективность сборного радиатора оказалась на 3–7% выше, чем аналогичного паяного. Большего КПД удается достичь за счет исключительно надежного контакта, обеспечивающего лучшую теплопередачу между трубками и теплоотводящими ламелями, чем достигается на паяных радиаторах. За счет того, что теплопроводность припоя хуже, чем алюминия, кроме того, пропуски при пайке снижают КПД, а достичь абсолютно сплошного шва между трубками и ламелями очень трудно. Средняя экономия 5% (для радиаторов это очень много) позволяет либо сэкономить на материале, либо увеличить характеристики радиаторов при тех же габаритах.

Такие радиаторы уже выпускаются и прошли все омологации для автомобилей АвтоВАЗ («Гранта», «Приора», в перспективе «Веста») и «Шеви-Нива».

Наряду со сборными радиаторами с плоскоовальной трубкой специалисты нашей компании нашли возможность увеличить КПД сборного радиатора с круглой трубкой, не увеличивая количества используемого металла. В стандартном радиаторе с круглой трубкой (технология Sofico) два ряда трубок, расположенных один за одним (коридорное исполнение). На «Лузаре» расположили трубки в шахматном порядке, сместив на полшага второй ряд. Такая конструкция позволяет на 10% увеличить КПД сборного радиатора с круглой трубкой по сравнению с таким же радиатором, где трубки стоят в коридорном порядке. Эта конструкция реализуется сейчас для автомобилей Volkswagen Audi Group, производимых в Калуге (Skoda Rapid и Polo Sedan).

Затем мы нашли возможность совместить конструкцию сборного радиатора с плоскоовальной трубкой с преимуществами расположения трубок в шахматном порядке. Используя такую технологию, мы имеем возможность получить радиатор, характеристики теплопередачи которого оказываются значительно выше, чем аналогичного радиатора паяной конструкции. Кроме того, радиаторы нашей конструкции выдерживают значительно большее внутреннее давление. Здесь можно говорить о фактическом создании нового продукта, полностью удовлетворяющего запросы автомобилестроителей на ближайшее будущее.

Итак, компания «Лузар» разработала и внедрила два технологически конструктивных решения: сборные радиаторы с плоскоовальной трубкой и сборные радиаторы с шахматным расположением рядов трубок. Применяя эти решения вместе или отдельно, компания «Лузар» может предложить нашей автомобильной промышленности эффективные, технологичные и недорогие теплообменники самой передовой конструкции. Уже в этом году планируется закрыть своим ассортиментом радиаторов системы охлаждения и кондиционирования 80% всех автомобилей, официально поставляемых в Россию, и предложить РАДИТОРЫ ДЛЯ ВСЕХ АВТОМОБИЛЕЙ в самом ближайшем будущем.

Какой выбрать радиатор печки: медный или алюминиевый

На чтение 3 мин. Просмотров 12.1k. Опубликовано Обновлено

Завод изготовитель комплектует отечественные автомобили медными радиаторами отопителя. Однако не всегда эти радиаторы справляются со своими обязанностями и перед владельцами встает вопрос о замене радиатора печки. Установленный с завода радиатор, служит около 3-4 лет, затем начинает течь. При выборе радиатора встает закономерный вопрос – какой радиатор выбрать медный или алюминиевый.

Завод изготовить комплектует автомобили алюминиевыми радиаторами фирмы ООО ДЗА

Алюминиевый радиатор

Лады Самары после 2007 года комплектовались алюминиевыми радиаторами, которые имеют ряд плюсов и минусов. Однако некоторые владельцы автомобилей жалуются на холодный салон и запотевание стекол.

Плюсы алюминиевого радиатора

Имеют большую плотность по сравнению с медными
Ширина каналов радиатора больше, а значит и больше теплоотдача

Минусы

При появлении течи не ремонтопригоден
Достаточно быстро нагревается, но и быстро остывает

Медный радиатор печки

Первоначально отечественные автомобили комплектовались именно медными радиаторами. Однако в последствии, как мы уже писали выше, были заменены на алюминиевые. Сейчас найти качественный медный радиатор достаточно сложно, так как некоторые производители вместо чистой меди используют примеси.

Плюсы медных радиаторов

Среди очевидных плюсов можно назвать его теплоотдачу 389,6 Вт/(м. град), она значительно выше чем у алюминиевого

Медный радиатор долго нагревается, но зато и долго остывает.

В случае протечки его можно отремонтировать. Медный радиатор можно запаять.

Минусы

У этого типа радиаторов меньшее количество ребер и тонкие каналы, которые могут забиваться.

На холостом ходу медный радиатор не прогревается до нужной температуры и может идти прохладный воздух

Как видим, при выборе радиатора лучше всего обратить свой взор в сторону алюминиевого.

Производители и стоимость радиаторов

На сегодняшний день производителей достаточно много, однако среди них есть наиболее популярные, радиаторы которых можно легко найти в магазинах.

  • LUZAR
  • FENOX
  • OberKRAFT
  • BAUTLER
  • ООО ДЗА
  • Radiator Iran Co.
  • Оренбургские радиаторы

Как видите производителей достаточно, и у каждого из них есть свои плюсы и минусы. Если вы решили купить качественный радиатор который будет служить, лучше выбрать радиатор фирмы ООО ДЗА. Именно радиаторы этой фирмы устанавливаются на конвейере. Стоимость его варьируется в пределах 700-1000 руб в зависимости от региона.

Мнение специалиста

Советуем вам уважаемые читатели приобрести именно алюминиевый радиатор печки. Несмотря на его минусы, практика показывает, что этот вид радиатора неплохо зарекомендовал себя. К примеру Ваз 2114 2008 года, радиатор печки был заменен лишь в 2014 году, срок его службы около 5 лет.

Какой фирмы радиатор выбрать?

Как уже писалось выше, лучше приобрести именно заводской радиатор. Более дешевые но неплохие по качеству Лузар, Фенокс и Оренбургские.

При замене радиатора советуем сразу заменить и кран печки.

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Metal Supermarkets

Теплопроводность измеряет способность металла проводить тепло. Это свойство различается в зависимости от типа металла, и его важно учитывать в приложениях, где часто встречаются высокие рабочие температуры.

В чистых металлах теплопроводность остается примерно такой же при повышении температуры. Однако в сплавах теплопроводность увеличивается с температурой.

Какие металлы лучше всего проводят тепло?

Обычные металлы, ранжированные по теплопроводности
Рейтинг Металл Теплопроводность [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)]
1 Медь 223
2 Алюминий 118
3 Латунь 64
4 Сталь 17
5 бронза 15

Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронзу - самую низкую.Теплопроводность - очень важное свойство при выборе металла для конкретного применения. Поскольку медь является отличным проводником тепла, она хороша для теплообменников, радиаторов и даже днища кастрюль. Поскольку сталь плохо проводит тепло, она подходит для использования в высокотемпературных средах, таких как двигатели самолетов.

Вот некоторые важные области применения, для которых требуются металлы, хорошо проводящие тепло:

  • Теплообменники
  • Радиаторы
  • Посуда

Теплообменники

Теплообменник - это обычное применение, где важна хорошая теплопроводность.Теплообменники выполняют свою работу, передавая тепло для нагрева или охлаждения.

Медь - популярный выбор для теплообменников в промышленных объектах, систем кондиционирования воздуха, охлаждения, резервуаров для горячей воды и систем теплых полов. Его высокая теплопроводность позволяет теплу быстро проходить через него. Медь имеет дополнительные свойства, желательные для теплообменников, включая устойчивость к коррозии, биологическому обрастанию, нагрузкам и тепловому расширению.

Алюминий также может использоваться в некоторых теплообменниках как более экономичная альтернатива.

Теплообменники обычно используются в следующих ситуациях:

Промышленные объекты

Теплообменники на промышленных объектах включают ископаемые и атомные электростанции, химические предприятия, опреснительные установки и морские службы.

На промышленных предприятиях медно-никелевый сплав используется для изготовления трубок теплообменника. Сплав имеет хорошую коррозионную стойкость, что защищает от коррозии в морской среде. Он также обладает хорошей устойчивостью к биологическому обрастанию, чтобы избежать образования водорослей и морского мха.Алюминиево-латунный сплав имеет аналогичные свойства и может использоваться как альтернатива.

Солнечные системы термального водоснабжения

Солнечные водонагреватели - это экономичный способ нагрева воды, в котором для передачи солнечной тепловой энергии воде используется медная трубка. Медь используется из-за ее высокой теплопроводности, устойчивости к воздушной и водной коррозии и механической прочности.

Газовые водонагреватели

Газо-водяные теплообменники передают тепло, вырабатываемое газовым топливом, воде.Они распространены в жилых и коммерческих котлах. Для газовых водонагревателей предпочтительным материалом является медь из-за ее высокой теплопроводности и простоты изготовления.

Принудительное воздушное отопление и охлаждение

Тепловые насосы, использующие воздух, давно используются для отопления жилых и коммерческих помещений. Они работают за счет теплообмена воздух-воздух через испарительные агрегаты. Их можно использовать в дровяных печах, котлах и печах. Опять же, медь обычно используется из-за ее высокой теплопроводности.

Радиаторы

Радиаторы - это теплообменник, передающий тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, в движущуюся охлаждающую жидкость. Жидкость отводит тепло от устройства, позволяя ему остыть до желаемой температуры. Используются металлы с высокой теплопроводностью.

В компьютерах

радиаторы используются для охлаждения центральных процессоров или графических процессоров. Радиаторы также используются в мощных устройствах, таких как силовые транзисторы, лазеры и светодиоды (светодиоды).

Радиаторы предназначены для увеличения площади поверхности, контактирующей с охлаждающей жидкостью.

Алюминиевые сплавы являются наиболее распространенным материалом для теплоотвода. Это потому, что алюминий стоит меньше меди. Однако медь используется там, где требуется более высокий уровень теплопроводности. В некоторых радиаторах используются комбинированные алюминиевые ребра с медным основанием.

Посуда

Металл с хорошей теплопроводностью чаще используется в быту в посуде. Когда вы разогреваете еду, вы не хотите ждать весь день.Вот почему медь используется для изготовления дна высококачественной посуды, потому что металл быстро проводит тепло и равномерно распределяет его по своей поверхности.

Однако, если у вас ограниченный бюджет, вы можете использовать алюминиевую посуду в качестве альтернативы. Для разогрева еды может потребоваться немного больше времени, но ваш кошелек будет вам благодарен за это!

Metal Supermarkets - крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Какие металлы лучше всего рассеивают тепло

Некоторые металлы рассеиваются нагреваются более эффективно, чем другие, и эта теплопроводность важна в ряде приложений. Теплопроводность - это мера металла способность проводить тепло. Это означает, что металл охлаждает температуры, в результате процесса рассеивания.

Металлы с самая высокая теплопроводность у меди и алюминия. Самые низкие из стали и бронза.

Металлы, проводящие тепло эффективно используются в приложениях, где важна передача тепла, либо как часть процесса охлаждения или нагрева. С другой стороны, металлы любят сталь, которая плохо проводит тепло, подходит для высоких температур среды, в которых термостойкость имеет решающее значение.

Например, как эффективный теплопровод, медь используется в нагревательных стержнях и проводах, горячей воде резервуары и теплообменники. Точно так же алюминиевые сплавы являются наиболее распространенными. материал в радиаторах.

Где термостойкость важная функция, то металлы с низкой теплопроводностью наиболее уместны, например, авиационные двигатели из стали.

В теплопроводности применения, эти металлы должны быть сначала изготовлены, чтобы сделать их пригодными для их конечная цель. Вот почему высокая температура изоляция и Системы безопасности печи имеют решающее значение для литейного производства и сталелитейной промышленности .

Теплообменники

Теплообменники устройства, передающие тепло от одной формы к другой.Этот обмен материей может быть жидкостью, такой как масло или вода, или движущимся воздухом. Главный металл в жаре теплообменники медные, но алюминий может обеспечить экономичную альтернативу некоторые приложения. Оба используются, потому что они хорошо проводят тепло.

Распространенный вид тепла обменник радиатора автомобиля. Охлаждающая жидкость двигателя сделана из слоев металла. листы, сложенные вместе, с алюминиевым сердечником.

Охлаждает двигатель за счет циркуляция жидкой охлаждающей жидкости на водной или масляной основе.Эта жидкость нагревается через блок двигателя, затем теряет тепло через радиатор перед тем, как быть вернулся к двигателю.

- Теплообменники также используются в авиационных двигателях для отвода избыточного тепла, а также в военной технике, лазерах, рентгеновских лучах и источниках питания.

-Промышленные объекты, на которых используются теплообменники, включают атомные электростанции и химические заводы. Обычно это трубы из медно-никелевого сплава с хорошей устойчивостью к коррозии.

-Газоводяные теплообменники передают тепло, вырабатываемое газовым топливом, воде в бытовых и коммерческих котлах.

- Испарительные агрегаты приводят в действие теплообменник воздух-воздух в воздушных тепловых насосах, используемых в бытовых и коммерческих системах отопления.

Радиаторы

Это особая форма теплообменника, зависящего от теплопроводности для передачи тепла, генерируемого электронные или механические устройства в движущуюся охлаждающую жидкость, которая затем отводит тепло в охлаждение.

Опять же, здесь используются металлы. с высокой теплопроводностью.

Радиаторы обычно изготовлен из алюминиевого сплава, обладающего одной из самых высоких теплопроводности значения.Они используются в полупроводниках для различных потребителей и промышленная электроника.

В компьютерах используются радиаторы для охлаждения центральных процессоров и графических процессоров, но вы также найти их в силовых транзисторах и светодиодах.

Возможно, проще узнаваемое применение теплопроводности с учетом рассеивания тепла качества, есть посуда. У высококачественных сковородок медное дно, потому что это будет быстро проведите тепло, равномерно распределяя его по поверхности.

Способы плавки алюминия и меди

Как теплопроводящий металлы, медь и алюминий имеют огромное практическое значение. Однако плавка Сам процесс извлечения этих металлов из руд требует квалифицированных термических управление.

Индукционные печи обычно обрабатывают медь и алюминий, который имеет высокую температуру плавления 1083 ° С. Этот индукционный нагрев чище и энергоэффективнее, чем традиционными методами, но требует точного контроля температуры и термического управление.

Индукционные печи не обладают способностью к рафинированию, поэтому обрабатываемые ими материалы сначала должны быть очищены от любые продукты окисления. Эти печи могут быть как без сердечника, так и с расплавом. металлическая петля, намотанная через железный сердечник.

Изоляция и безопасность печи

Так же, как медь и алюминий используются в теплопередаче, поэтому этот процесс помогает фактическому производству этих металлы в первую очередь. Микропористая высокотемпературная изоляция помогает предотвращают передачу тепла в печах, плавящих эти металлы.

микропористый Элмелин материал называется Elmtherm и бывает нескольких сортов. В алюминии системы отмывки оптимизируют движение и сводят к минимуму потери тепла; и в таянии печей это помогает поддерживать равномерное распределение тепла и качество готовый продукт.

Другой аспект меди а выплавка алюминия обеспечивает безопасность печи. Vapourshield особенно эффективен для контроля выбросов при плавлении медных сплавов, которые имеют разные химические компоненты.

Поддерживающая теплопроводность

Elmelin поддерживает широкий ряд отраслей промышленности, которые полагаются на процессы теплопередачи с использованием термического проводящие металлы, рассеивающие тепло. Мы также обеспечиваем существенно высокий температурная изоляция для литейных производств, которые обрабатывают эти металлы. Для большего информации, пожалуйста, позвоните нам по телефону +44 20 8520 2248, по электронной почте [email protected] или заполните нашу онлайн-форму запроса . Мы свяжемся с вами как можно скорее.

Теплопроводность металлов, металлических элементов и сплавов

Теплопроводность - к - это количество тепла, передаваемого за счет единичного температурного градиента в единицу времени в установившихся условиях в направлении, нормальном к поверхности единицы площади.Теплопроводность - к - используется в уравнении Фурье.

9 0017 190 9001 7 0-25
Металл, металлический элемент или сплав Температура
- t -
( o C)

Теплопроводность
- k -
902
Алюминий -73 237
" 0 236
" 127 240
" 327 232
" 527 220
Алюминий - дюралюминий (94-96% Al, 3-5% Cu, следы Mg) 20 164
Алюминий - силумин (87% Al, 13% Si) 20 164
Алюминиевая бронза 0-25 70
Алюминиевый сплав 3003, прокат 0-25
Алюминиевый сплав 2014.отожженный 0-25 190
Алюминиевый сплав 360 0-25 150
Сурьма -73 30,2
" 0 25,5
" 127 21,2
" 327 18,2
" 527 16,8
Бериллий -73 301
" 0 218
" 127 161
" 327 126
" 527 107
" 727 89
" 927 73
Бериллиевая медь 25 80
Висмут -73 9.7
" 0 8,2
Бор -73 52,5
" 0 31,7
" 127 18,7
« 327 11,3
» 527 8,1
« 727 6,3
» 927 5.2
Кадмий -73 99,3
" 0 97,5
" 127 94,7
Цезий -73 36,8
" 0 36,1
Хром -73 111
" 0 94,8
" 127 87.3
" 327 80,5
" 527 71,3
" 727 65,3
" 927 62,4
Кобальт -73 122
" 0 104
" 127 84,8
Медь -73 413
" 0 401
" 127 392
" 327 383
" 527 371
" 727 357
" 927 342
Медь электролитическая (ETP) 0-25 390
Медь - Адмиралтейская латунь 20 111
Медь - алюминиевая бронза (95% Cu, 5% Al) 20 83
Медь - Бронза (75% Cu, 25% Sn) 20 26
Медь - латунь (желтая латунь) (70% Cu, 30% Zn) 20 111
Медь - патронная латунь (UNS C26000) 20 120
Медь - константан (60% Cu, 40% Ni) 20 22.7
Медь - немецкое серебро (62% Cu, 15% Ni, 22% Zn) 20 24,9
Медь - фосфористая бронза (10% Sn, UNS C52400) 20 50
Медь - Красная латунь (85% Cu, 9% Sn, 6% Zn) 20 61
Мельхиор 20 29
Германий -73 96,8
" 0 66.7
" 127 43,2
" 327 27,3
" 527 19,8
" 727 17,4
" 927 17,4
Золото -73 327
" 0 318
" 127 312
" 327 304
" 527 292
" 727 278
" 927 262
Гафний -73 24.4
" 0 23,3
" 127 22,3
" 327 21,3
" 527 20,8
" 727 20,7
" 927 20,9
Hastelloy C 0-25 12
Инконель 21-100 15
Инколой 0-100 12
Индий -73 89.7
" 0 83,7
" 127 75,5
Иридий -73 153
" 0 148
" 127 144
" 327 138
" 527 132
" 727 126
" 927 120
Утюг -73 94
" 0 83.5
" 127 69,4
" 327 54,7
" 527 43,3
" 727 32,6
" 927 28,2
Железо - литье 20 52
Железо - перлитное с шаровидным графитом 100 31
Кованое железо 20 59
Свинец -73 36.6
" 0 35,5
" 127 33,8
" 327 31,2
Химический свинец 0-25 35
Сурьма свинец (твердый свинец) 0-25 30
Литий -73 88,1
" 0 79.2
" 127 72,1
Магний -73 159
" 0 157
" 127 153
" 327 149
" 527 146
Магниевый сплав AZ31B 0-25 100
Марганец -73 7.17
" 0 7,68
Ртуть -73 28,9
Молибден -73 143
" 0 139
" 127 134
" 327 126
" 527 118
" 727 112
" 927 105
Монель 0–100 26
Никель -73 106
" 0 94
" 127 80.1
" 327 65,5
" 527 67,4
" 727 71,8
" 927 76,1
Никель - Кованые 0-100 61-90
Мельхиор 50-45 (константан) 0-25 20
Ниобий (колумбий) -73 52.6
" 0 53,3
" 127 55,2
" 327 58,2
" 527 61,3
" 727 64,4
" 927 67,5
Осмий 20 61
Палладий 75.5
Платина -73 72,4
" 0 71,5
" 127 71,6
" 327 73,0
« 527 75,5
» 727 78,6
» 927 82,6
Плутоний 20 8.0
Калий -73 104
" 0 104
" 127 52
Красная латунь 0-25 160
Рений -73 51
" 0 48,6
" 127 46,1
" 327 44.2
" 527 44,1
" 727 44,6
" 927 45,7
Родий -73 154
" 0 151
" 127 146
" 327 136
" 527 127
" 727 121
" 927 115
Рубидий -73 58.9
" 0 58,3
Селен 20 0,52
Кремний -73 264
" 0 168
" 127 98,9
" 327 61,9
" 527 42,2
" 727 31.2
" 927 25,7
Серебро -73 403
" 0 428
" 127 420
" 327 405
" 527 389
" 727 374
" 927 358
Натрий -73 138
" 0 135
Припой 50-50 0-25 50
Сталь - Углерод, 0.5% C 20 54
Сталь - углеродистая, 1% C 20 43
Сталь - углеродистая, 1,5% C 20 36
" 400 36
" 122 33
Сталь - хром, 1% Cr 20 61
Сталь - хром, 5% Cr 20 40
Сталь - хром, 10% Cr 20 31
Сталь - хромоникель, 15% Cr, 10% Ni 20 19
Сталь - хромоникель, 20% Cr , 15% Ni 20 15.1
Сталь - Hastelloy B 20 10
Сталь - Hastelloy C 21 8,7
Сталь - никель, 10% Ni 20 26
Сталь - никель, 20% Ni 20 19
Сталь - никель, 40% Ni 20 10
Сталь - никель, 60% Ni 20 19
Сталь - хром никель, 80% никель, 15% никель 20 17
Сталь - хром никель, 40% никель, 15% никель 20 11.6
Сталь - марганец, 1% Mn 20 50
Сталь - нержавеющая, тип 304 20 14,4
Сталь - нержавеющая, тип 347 20 14,3
Сталь - вольфрам, 1% W 20 66
Сталь - Деформированный углерод 0 59
Тантал -73 57.5
" 0 57,4
" 127 57,8
" 327 58,9
" 527 59,4
" 727 60,2
" 927 61
Торий 20 42
Олово -73 73.3
" 0 68,2
" 127 62,2
Титан -73 24,5
" 0 22,4
" 127 20,4
" 327 19,4
" 527 19,7
" 727 20.7
" 927 22
Вольфрам -73 197
" 0 182
" 127 162
" 327 139
" 527 128
" 727 121
" 927 115
Уран -73 25.1
" 0 27
" 127 29,6
" 327 34
" 527 38,8
" 727 43,9
" 927 49
Ванадий -73 31,5
" 0 31.3
" 427 32,1
" 327 34,2
" 527 36,3
" 727 38,6
" 927 41,2
Цинк -73 123
" 0 122
" 127 116
" 327 105
Цирконий -73 25.2
" 0 23,2
" 127 21,6
" 327 20,7
" 527 21,6
" 727 23,7
" 927 25,7

Сплавы - температура и теплопроводность

Температура и теплопроводность для

  • Hastelloy A
  • Inconel
  • Nichrome V
  • Kovar
  • Advance
  • Монель

Сплавы:

Латунь vs.Алюминий: Тепловые свойства радиатора

Примерно 25-30 лет назад в автомобильной промышленности и индустрии охлаждения произошли большие изменения, большинство автопроизводителей перешли с медных / латунных радиаторов на алюминиевые. Хотя некоторые люди предполагают, что это было сделано из соображений рентабельности, основная причина перехода на алюминиевый радиатор была проста; алюминиевые радиаторы более эффективны по своим тепловым свойствам. Алюминиевые радиаторы лучше и эффективнее рассеивают тепло, чем радиаторы из меди / латуни.

Сравнивая медные / латунные радиаторы с алюминиевыми радиаторами, важно сначала подумать об используемых материалах, а также об их преимуществах и недостатках. Хотя медь имеет лучшую теплопроводность, чем алюминий, медь слишком мягкая для изготовления радиатора. Поскольку медь слишком мягкая для конструкции радиатора, в медь добавляют цинк для создания сплава латуни. Латунь имеет гораздо более прочную структуру и подходит для изготовления радиаторов. Но есть вынос; потеря эффективной теплопроводности.Латунный сплав имеет только половину теплопроводности по сравнению с алюминием (см. Диаграмму ниже) .

Медь 406-430 Вт / метры / K
Алюминий 353–390
Латунь 109–125

Помимо различий в тепловых свойствах разных радиаторов, переход на алюминиевые радиаторы дает и другие важные преимущества.Два основных фактора, которые следует учитывать при оценке того, почему алюминиевый радиатор более эффективен, чем старые медно-латунные радиаторы с точки зрения общей производительности автомобиля и охлаждающей способности:

  1. Уменьшение веса - Алюминиевый радиатор намного легче латунного радиатора. Снижение веса - это единственное всеобъемлющее улучшение характеристик любого автомобиля. Это улучшает ускорение, торможение и экономию топлива.
  1. Стабильность и износостойкость материала. Алюминий - гораздо более прочный и долговечный материал по сравнению с латунью.Это позволяет алюминиевым сердечникам радиаторов иметь более крупные трубки «скиннера», которые позволяют большему количеству охлаждающей жидкости проникать в сердечник и охлаждаться. Прочность алюминиевого сердечника и трубок также позволяет увеличить давление в системе охлаждения, что может позволить меньшему радиатору охлаждаться лучше.

Короче говоря, алюминиевые радиаторы представляют собой современный прорыв в области охлаждения. Материал не только рассеивает тепло почти вдвое быстрее, чем латунь, но также снижает общий вес автомобиля и обеспечивает более прочную и долговечную конструкцию сердечника и трубы.Все эти факторы явно приводят к общему увеличению производительности автомобиля.

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Маркхэм Металс

Большинство современных приборов, которые мы используем сегодня, такие как водонагреватели и кухонная утварь, требуют хорошей теплопроводности для работы. Из-за этого большинство из них построено из различных типов металла. Однако некоторые металлы, например сплавы, проводят тепло лучше, чем другие, что может помочь этим приборам работать в соответствии с вашими потребностями.

Что такое легированный металл?

Металлический сплав - это смесь одного или двух металлов с неметаллическими элементами. Благодаря такой комбинации они не только лучше проводят тепло, но и более долговечны и устойчивы к ржавчине.

Почему важно смотреть на металлы, которые проводят тепло

Все металлы обладают своими уникальными свойствами, поэтому важно рассматривать каждый отдельно. Например, если вы ищете лучший металл для кухонной посуды, вам потребуется другой тип теплопроводности по сравнению с металлом бытовой техники.

Металлы, которые лучше всех проводят тепло

Серебро

Серебро - один из лучших металлов для отвода тепла, поскольку он работает как мощный отражатель. Из-за этого серебро содержится во многих предметах, таких как печатные платы и батареи.

Медь

Медь - еще один хороший проводник тепла, потому что она быстро поглощает тепло и удерживает его в течение длительного периода времени. Кроме того, медь также устойчива к коррозии. Из-за своей универсальности медь часто встречается в кухонной посуде, компьютерах и системах отопления.

Алюминий

Хотя алюминий не такой прочный, как медь, он все же очень хорошо проводит тепло. В отличие от меди, она дешевле, поэтому ее часто используют для изготовления посуды. В дополнение к этому, алюминий используется в светодиодных лампах в качестве теплоотвода, поскольку он помогает лампам работать более эффективно без перегрева.

Латунь

Латунь - очень прочный металл, и его можно нагревать до температуры 1720 градусов по Фаренгейту.Этот сплав представляет собой смесь меди и цинка, которая помогает ему хорошо проводить тепло. Из-за сильного поглощения тепла латунь также способна мгновенно уничтожать микробы, что делает ее популярным металлом для дверных ручек и подобных предметов, к которым часто прикасаются.

Свяжитесь с нами сегодня для быстрого и удобного расчета стоимости

Все еще не знаете, какой металл лучше всего подойдет для вашей следующей работы? Мы предлагаем большой и разнообразный ассортимент стали и алюминия в сочетании с обширным набором собственного металлообрабатывающего оборудования, что позволяет нам обслуживать клиентов на беспрецедентном уровне.По вопросам или информации о наших продуктах и ​​услугах звоните нам сегодня по телефону 978-658-1121 или свяжитесь с нами прямо на нашем сайте.

Теплопроводность

Материал Теплопроводность
(кал / сек) / (см 2 C / см)
Теплопроводность
(Вт / м · К) *
Алмаз ... 1000
Серебро 1,01 406,0
Медь 0.99 385,0
Золото ... 314
Латунь ... 109,0
Алюминий 0,50 205,0
Железо 0,163 79,5
Сталь ... 50,2
Свинец 0,083 34,7
Меркурий ... 8.3
Лед 0,005 1,6
Стекло обычное 0,0025 0,8
Бетон 0,002 0,8
Вода при 20 ° C 0,0014 0,6
Асбест 0,0004 0,08
Снег (сухой) 0,00026 ...
Стекловолокно 0.00015 0,04
Кирпич изоляционный ... 0,15
Кирпич красный ... 0,6
Пробковая доска 0,00011 0,04
Шерстяной войлок 0,0001 0,04
Минеральная вата ... 0,04
Полистирол (пенополистирол) ... 0,033
Полиуретан ... 0,02
Дерево 0,0001 0,12-0,04
Воздух при 0 ° C 0,000057 0,024
Гелий (20 ° C) ... 0,138
Водород (20 ° C) ... 0,172
Азот (20 ° C) ... 0,0234
Кислород (20 ° C) . .. 0,0238
Аэрогель кремнезема ... 0,003

* Большая часть от Янга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд. Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и диоксида кремния из Справочника по химии и физике CRC.

Обратите внимание, что 1 (кал / сек) / (см 2 C / см) = 419 Вт / м K. С учетом этого два приведенных выше столбца не всегда совпадают. Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными.

Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана может быть принято как номинальное значение, которое определяет пенополиуретан как один из лучших изоляторов.NIST опубликовал процедуру численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на http://cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для полиуретана, наполненного фреоном, плотностью 1,99 фунт / фут 3 при 20 ° C дает теплопроводность 0,022 Вт / мК. Расчет для полиуретана с наполнителем CO 2 плотностью 2,00 фунт / фут 3 дает 0,035 Вт / мК.

Индекс

Таблицы

Ссылка
Young
Ch 15.

Основы теплообмена

Движущееся тепло

Как следует из Первого закона термодинамики, материя и энергия не могут быть созданы или уничтожены (только преобразованы между ними). Точно так же тепло - движение энергии от более горячего объекта к более холодному - никогда не устраняется, а только перемещается в другое место. Это роль всех систем охлаждения.

Для этого существует три основных режима теплопередачи. Некоторые формы передачи могут быть продублированы несколькими способами (как естественными, так и принудительными), но каждая система охлаждения использует одни и те же основные процессы:

  • Проводимость - передача тепла через вещество без чистого смещения вещества
  • Конвекция - циркуляционное движение газа или жидкости, вызванное изменением их плотности и действием силы тяжести

  • Излучение - процесс передачи тепла путем испускания электромагнитной энергии в форме волн или частиц

Теплопроводность

Теплопроводность - это количество тепла, которое конкретное вещество может нести через себя за единицу времени.Обычно выражаются в Вт / (мК), единицы представляют, сколько ватт тепла может быть проведено через один метр толщины указанного материала при разнице температур в один Кельвин между двумя концами.

(Примечание: «Теплопроводность» - это мера тепла, протекающего по длине, не путать с «теплопроводностью», которая является мерой тепла, проходящего через поверхность.)

Жидкости

3М Флоринерт FC-43

0.065

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость - это количество тепла, которое может удерживать конкретное вещество. Обычно выражается в кДж / (кг · К) и показывает, сколько килоджоулей энергии требуется для изменения температуры одного килограмма указанного вещества на один градус Кельвина.

Что означают все эти числа в системе жидкостного охлаждения?

Приведенная выше теплопроводность показывает, почему медь является предпочтительным материалом для охлаждающих пластин для систем охлаждения.По характеристикам он очень близок к серебру за небольшую часть стоимости. Однако, как и большинство металлов, медь не очень долго сохраняет тепло - ее нужно поглощать чем-то еще.

Удельная теплоемкость показывает, что вода является лучшей жидкостью для удержания тепла. Практически он также лучше всего подходит для его переноса.

Это означает, что в идеальной конфигурации используется медь для передачи тепла от процессора и вода для поглощения и отвода тепла.Хотя здесь задействовано множество других факторов, здесь у вас есть основная основа системы жидкостного охлаждения.

Предыдущая статья: Введение Следующая статья: Соединение с термоинтерфейсом

.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *