Теплоотдача меди и алюминия

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения.
Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 . Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

В таблице приведены следующие теплофизические свойства алюминия:

  • плотность алюминия, г/см 3 ;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент температуропроводности, м 2 /с;
  • теплопроводность алюминия, Вт/(м·град);
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
  • функция Лоренца.

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия существенно зависит от температуры и при комнатной температуре составляет величину около 904 Дж/(кг·град), что значительно выше удельной (массовой) теплоемкости других распространенных металлов, например таких, как медь и железо.

Ниже приведена сравнительная таблица значений удельной теплоемкости этих металлов. Значения теплоемкости в таблице находятся в интервале температуры от -223 до 927°С.

По данным таблицы видно, что величина удельной теплоемкости алюминия значительно выше значения этого свойства у меди и железа, поэтому такое свойство алюминия, как возможность хорошо накапливать тепло, широко применяется в промышленности и теплотехнике, делая этот металл незаменимым.

Представлены таблицы теплофизических свойств серебра Ag в зависимости от температуры (в интервале от -223 до 1327°С). В таблицах даны такие свойства, как плотность ρ , удельная теплоемкость серебра С р , теплопроводность λ , удельное электрическое сопротивление ρ и температуропроводность а .

Надежность вспомогательных материалов должна быть такой же низкой, как и основной материал. С точки зрения взлома можно установить ограниченное количество воды. Конструкция химического состава также важна для материалов, работающих при повышенных температурах.

Обычно выбираются сварочные свойства сварного шва. Дополнительные материалы поставляются в виде бусин, труб, лент, электродов и тому подобного. Ввиду высоких требований к качеству сварных соединений с соседними материалами их свойства классифицируются в соответствующих стандартах и ​​требуются с соответствующей аттестацией. Поэтому изготовители гарантируют требуемые свойства, но необходимо соблюдать все меры предосторожности для рекомендуемого хранения и использования вспомогательных материалов.

Серебро довольно тяжелый металл — его плотность при комнатной температуре имеет значение 10493 кг/м 3 . При нагревании серебра его плотность уменьшается, поскольку этот металл расширяется, и его объем увеличивается. При температуре 962°С серебро начинает плавиться. Плотность жидкого серебра при температуре плавления составляет величину 9320 кг/м 3 .

Территория, подверженная воздействию тепла

В случае термически необработанных и холоднообразованных материалов происходит изменение рекристаллизации и рекуперации тепла во время затирания. Кроме того, также может быть сформирована грубая структура зерен. Таким образом, состояние отпугивания наименее подвержено урожаю.

Термически обработанные сплавы в основном сохраняют свою прочность путем распыления или растворения осажденных фаз. Чувствительность отверждающего материала значительно влияет на степень потери прочности. После сбора урожая большинству материалов невозможно поддерживать скорость охлаждения, которая необходима для создания подходящих условий старения, так что прочность необработанного основного материала больше не может быть достигнута.

Серебро имеет относительно не высокую величину теплоемкости по сравнению с . Например, теплоемкость равна 904 Дж/(кг·град), меди — 385 Дж/(кг·град). Удельная теплоемкость серебра при нагревании увеличивается. Ее поведение для этого металла в твердом состоянии подобно таковому для меди, но скачки теплоемкости при плавлении имеют противоположные направления. В целом, рост С р к температуре плавления по сравнению с классическим значением , составляет около 30%.

Эти сплавы известны своей низкой чувствительностью к отверждению, то есть, к. прочность, достигнутая после старения, незначительно зависит от скорости отверждения. Это означает, что охлаждение этого материала приводит к охлаждению на воздухе, чтобы достичь значений прочности, как при этом умеренном состоянии.

Этот тип сплава, следовательно, называется самосинхронизацией. При необходимости, пожалуйста, убедитесь, что вы получили необходимые знания из этого абзаца. Алюминий в разных минералах образует 8% земной коры, что является третьим наиболее распространенным элементом кислорода и кремния. Алюминий немагнитный и часто используется в магнитных рентгеновских аппаратах для предотвращения повреждения магнитного поля. Это связано с тем, что алюминий реагирует с кислородом с образованием тонкого защитного оксидного слоя. Алюминий на 100% перерабатывается и не теряет своих первоначальных свойств в этом процессе. Вторичный алюминий требует 5 процентов энергии, необходимой для производства первичного алюминия. Около 75 процентов всего алюминия, когда-либо изготовленного, все еще используется в Европе для утилизации около 70 процентов алюминиевых банок, а использованные банки станут новыми менее чем за 60 дней.

  • Алюминий не встречается естественным образом в его металлической форме.
  • Алюминий не коррозионно-стойкий и коррозионностойкий.
Читайте также:  Как снять генератор на лада гранта

Алюминий очень светлый из-за его низкой плотности.

Теплоемкость серебра изменяется в пределах от 235,4 (при комнатной температуре) до 310,2 Дж/(кг·град) — в расплавленном состоянии. При переходе в жидкое состояние теплоемкость серебра увеличивается и при последующем росте температуры остается практически постоянной. При обычной температуре значение удельной теплоемкости серебра составляет 235,4 Дж/(кг·град). Следует отметить, что коэффициент электронной теплоемкости Ag равен 0,68 мДж/(моль·К 2).

Однако алюминиевые профили могут быть прочными и долговечными. Все зависит от приложения и технических процедур. В судостроении дизайнеры могут сэкономить до 40 процентов веса по сравнению со сталью. Способность алюминия поглощать энергию выше, чем у стали, поэтому этот материал используется для целей безопасности в системах, обеспечивающих огнестойкость, устойчивость к волнам давления, неравномерность и стойкость к истиранию. Особенно для автомобилей, работающих исключительно от электроэнергии, переход на более дешевый и легкий алюминий позволяет экономить затраты и вес. Алюминиевые сплавы, используемые для кораблестроения, примерно в 100 раз медленнее, чем сталь. По сравнению с алюминием медь сложнее и дороже. . Богатство и разнообразие материалов, технологий и систем и технологий соединений настолько широки, что трудно сделать правильный выбор для трубопроводной системы.

Плотность и удельная теплоемкость серебра
t, °С ρ, кг/м 3 С р, Дж/(кг·град) t, °С ρ, кг/м 3 С р, Дж/(кг·град)
-73 10540 627 10130 276,5
27 10493 235,4 727 10050 284,2
127 10430 239,2 827 9970 292,3
227 10370 243,9 927 9890 297
327 10300 249,7 962 9320 310,2
427 10270 255,6 1127 9270 310,2
527 10200 262,1 1327 310,2

Серебро относится к металлам с высокой теплопроводностью — теплопроводность серебра при комнатной температуре составляет 429 Вт/(м·град). Например, у меди значение коэффициента теплопроводности ниже — равна 401 Вт/(м·град).

С повышением температуры теплопроводность серебра λ уменьшается. Особенно резкое снижение теплопроводности этого металла происходит при его плавлении. Коэффициент теплопроводности жидкого серебра равен 160 Вт/(м·град) при температуре плавления. При дальнейшем нагревании расплавленного серебра его теплопроводность начинает расти.

При нынешнем рыночном предложении может возникнуть проблема планирования и выполнения любой установки. У нас много места для этого, потому что мы можем сделать установку из доступных материалов, таких как медь и ее сплавы, сталь, включая углеродистую сталь и нержавеющую сталь, чугун и алюминий и пластмассы. Медь в основном является материалом для труб и некоторых разъемов. Они могут быть твердыми, полутвердыми и мягкими. Следует отметить, что в соответствии с вышесказанным. Стандарт может иметь разную толщину стенки при одинаковом диаметре.

Удельное электрическое сопротивление серебра при комнатной температуре равно 1,629·10 -8 Ом·м. В процессе нагрева этого металла его сопротивление увеличивается, например при температуре 927°С, удельное сопротивление серебра имеет значение 8,089·10 -8 Ом·м. Переход этого металла в жидкое состояние приводит к двукратному росту его электрического сопротивления — при температуре плавления 962°С оно достигает величины 17,3·10 -8 Ом·м.

Медные сплавы, в основном бронзы и латуни различных химических составов и свойств, в основном используются при изготовлении фитингов и резьбовых фитингов, таких как ниппели, муфты, болты и т.д. другим хорошо известным и проверенным материалом является сталь. У нас есть выбор: черная углеродистая сталь, изготовленная из труб и соединителей для сварки и нарезания резьбы; оцинкованная сталь для соединителей, труб и тонкостенных труб. Чугун — для трубной арматуры лучше всего — ковкий чугун черный или белый.

На корпусах насосов — сфероидальный. В эту группу также следует упомянуть нержавеющую сталь, из которой можно изготавливать как трубы, фитинги, так и резервуары для хранения или теплообменники. Теплообменники и обогреватели также подходят для алюминия благодаря отличной теплопроводности. Отдельной группой являются пластмассы.

Коэффициент температуропроводности серебра при обычных температурах равен 174·10 -6 м 2 /с и при нагревании уменьшается. При плавлении этого драгоценного металла его температуропроводность значительно снижается, однако последующий нагрев приводит к росту коэффициента температуропроводности.

Теплопроводность серебра, его удельное сопротивление и температуропроводность

t, °С λ, Вт/(м·град) ρ·10 8 Ом·м а·10 6 , м 2 /с t, °С λ, Вт/(м·град) ρ·10 8 Ом·м а·10 6 , м 2 /с
-223 0,104 527 398,3 4,912 149
-173 0,418 627 389,8 5,638 143
-73 430 1,029 181 727 380,7 6,396 137
27 429,5 1,629 174 827 369,6 7,215 131
127 424,1 2,241 170 927 358,5 8,089 124
227 418,6 2,875 166 962 160 17,3 55,4
327 414 3,531 161 1127 167 18,69 58
427 406,9 4,209 155 1327 174 20,38

В истории человеческой цивилизации роль меди преувеличить невозможно. Именно с нее человек начинал осваивать металлургию, учился создавать инструменты, посуду, украшения, деньги. И все благодаря уникальным свойствам этого металла, проявляющимся при сплаве с другими веществами. То мягкий, то прочный, то тугоплавкий, то плавится без всяких усилий. Обладает множеством прекрасных характеристик, и одной из них является теплопроводность меди.

Необходимым условием, которое должно в первую очередь соответствовать нашей установке, является его пригодность для транспортируемой среды. Выбор метода подключения обычно определяется несколькими факторами. Это прежде всего материал, из которого должна быть выполнена установка, рабочие параметры и условия эксплуатации. Их можно назвать необходимыми условиями, на которых основывается дизайн каждой установки. Только после того, как они были выполнены, вы можете говорить о правильно выбранной установке.

Читайте также:  Диаметр поршня суппорта ваз 2108

Это включает в себя выбор правильного материала и метода сцепления для устойчивости к текущим средам, а также прочность для поддержания требуемых параметров системы — например, высоких или низких температур, давления. Также важно, чтобы гигиенические требования и сертификаты подкреплялись заслуживающими доверия сертификатами и одобрениями. Имейте в виду, что любой, даже самые мелкие детали, например, неправильно запечатанные, будет определять, насколько хорошо и как долго вся установка будет работать без сбоев.

Если речь зашла об этой характеристике, то надо пояснить, о чем идет речь. Теплопроводностью называют способность вещества передавать тепло от нагретого участка к холодному. Так вот, теплопроводность меди одна из самых высоких среди металлов. Как можно оценить такое свойство, как хорошее или как плохое?

Если спросить кулинаров и поваров, они скажут, как хорошее, благодаря чему наилучшим образом передает тепло от огня к готовящемуся продукту, да и нагрев равномерно распределяется по поверхности, контактирующей с пламенем.

В следующем порядке можно решить цену, доступность товаров на рынке, ссылки, гарантии и обслуживание. Например, установка медных труб может быть скомбинирована путем пайки и обжатия. Если это, например, газовая установка, метод соединения сужается с припоем или методом зажима.

Поэтому становится ясно, что для выбранных работ мы выбираем проверенный материал и обеспечиваем соединение и безопасность. Это упростит наш выбор. Медные трубы могут использоваться для большинства установок, включая воду, сжатый воздух и газ. Для подключения мы можем использовать: пайку с мягким припоем или твердым припоем, обжимку или прессование с помощью зажимов с зажимным кольцом. В некоторых случаях медные провода также могут быть сварены. Соединения медных труб с фитингами, фитингами или трубами из других материалов обычно являются съемными.

Конечно, и другие металлы, и не только металлы, передают тепло, или, по-другому, обладают достаточной теплопроводностью, но у меди эта способность одна из лучших, так называемый коэффициент теплопроводности меди самый высокий, выше только у серебра.

Отмеченная способность обеспечивает широкие возможности использования металла в самых разных областях. В любых системах теплообмена медь является первым кандидатом на применение. Например, в электроотопительных приборах или в радиаторе автомобиля, где нагретая охлаждающая жидкость отдает лишнее тепло.

Для простой установки медных труб потребуется несколько метров труб, соединителей и инструментов. Как вы знаете, цены на медные трубки не являются одними из самых низких. Для пайки вам понадобятся пайка, паста или газовая горелка. Чтобы сделать зажимное соединение — довольно дорогой способ купить обжимной инструмент с набором зажимных челюстей.

В системах и сетях обычно используются черные или оцинкованные стальные трубы с или без шва. Они прорезаются через фланцы и свариваются. Могут использоваться черные сварные или оцинкованные тонкостенные сварные соединения. Газовые и холодильные установки используют черные бесшовные стальные сварные трубы. Резьбовые соединения используются только для фитингов и для соединения фитингов. Для завершения резьбовой установки требуются резьбовые, чугунные или стальные фитинги, уплотнения и инструменты. Для сварки необходимо иметь сварочное оборудование и, прежде всего, квалифицированный рабочий.

Теперь можно попытаться понять, чем обусловлен эффект передачи тепла. Происходящее объясняется достаточно просто. Происходит равномерное распределение энергии по объему материала. Можно провести аналогию с летучим газом. Попав в какой-то замкнутый сосуд, такой газ занимает все доступное ему место. Так и здесь, если металл нагреть в какой-то отдельной области, то полученная энергия равномерно распределяется по всему материалу.

В случае соединения тонкостенных труб — как с медно-обжимными инструментами, так и с зажимными губками. После подключения черных труб необходимо обеспечить время для защиты от коррозии путем окраски. Нержавеющая сталь может быть изготовлена ​​практически для всех типов санитарных установок. Выбор в основном определяется ценой и высокими требованиями инвесторов, поэтому самое большое приложение находится в помещениях с особыми требованиями, такими как: гостиницы высокого класса, банки, офисные здания и т.д. нержавеющая сталь — это свариваемый материал. сварка.

Таким явлением можно объяснить теплопроводность меди. Не вдаваясь в можно сказать, что за счет внешнего поступления энергии (нагрева) часть атомов получает дополнительную энергию и затем передает ее другим атомам. Энергия (нагрев) распространяется по всему объему предмета, вызывая его общий нагрев. Подобное происходит с любым веществом.

В случае подключения таких труб используются зажимные соединения. Это тонкостенные трубы с толщиной стенки 0, 1 мм, предназначенные главным образом для распределительных систем. Качество установочной воды в этом случае очень велико, нет опасности для хлоридов, с размягченной водой нет риска коррозии. Трубы из нержавеющей стали могут работать в широком диапазоне температур. Максимальное рабочее давление зависит от диаметра трубы и составляет от 40 бар до 10 бар. Фланцевые, фланцевые и резьбовые фитинги из нержавеющей стали выполнены так же, как и трубы из хромоникелевой стали.

Разница только в том, что медь, теплопроводность которой очень высокая, хорошо передает тепло, а другие вещества делают то же самое значительно хуже. Но во многих случаях это может быть и нужным свойством. На плохо проводить тепло основана теплоизоляция, за счет плохой передачи тепла не происходит его потерь. Теплоизоляция в домах позволяет сохранять комфортные условия проживания в самые суровые морозы.

В зависимости от потребностей соединитель может быть оснащен уплотнениями различных применений. В газовых установках трубы из нержавеющей стали должны иметь желтую маркировку. Поскольку польские правила не позволяют нержавеющим трубам с шовным швом через зажим для использования в газовых установках в и за пределами зданий. Соединения из нержавеющей стали также используют бороздчатую систему соединения, которая обеспечивает требуемую гибкость или жесткость — в соответствии с потребностями конструкции она способна уменьшать влияние ударов, вибраций и шума.

Читайте также:  Подставка для автомобиля своими руками чертеж

Обмен энергией, или, как в нашем случае, передача тепла, может осуществляться и между разными материалами, если они находятся в физическом контакте. Именно это происходит, когда мы ставим чайник на огонь. Он нагревается, а затем от посуды нагревается вода. За счет свойств материала происходит передача тепла. Теплопередача зависит от многих факторов, в том числе от свойств самого материала, таких как его чистота. Так, если теплопроводность меди лучше, чем у других металлов, то уже ее сплавы, бронза и латунь обладают значительно худшей теплопроводностью.

Это довольно быстрая и простая система подключения, в отличие от сварки. Соединение нержавеющей стали с помощью сварки — сложная и трудоемкая задача. Особенно, если у нас большие диаметры. В дополнение к опытному сварщику вам требуется оборудование высокого класса. Также важно отметить, что сварка в защите инертных газов в условиях строительства не является простой и занимает много времени. В этом случае оправдано использование преимуществ зажимных систем, несмотря на относительно высокие цены на крепеж.

Время, затрачиваемое на такую ​​связь с препаратом, может составлять до 70% по сравнению со сваркой. Пластиковые трубы не соединяются с пайкой или даже больше при сварке. Это место используется для: склеивания, сварки, зажима и запирания. В первом случае очиститель труб необходим для обезжиривания и частично размягчения перед надлежащим склеиванием. Клеевые соединения являются одними из самых дешевых на рынке с точки зрения крепежа и их технологий. Недостатком этого решения является хрупкость материала и восприимчивость к механическим повреждениям.

Говоря об этих свойствах, нельзя не отметить, что теплопроводность зависит от температуры. Даже у самой чистой меди, с содержанием 99,8%, с ростом температуры коэффициент теплопроводности падает, а у других металлов, например, марганцевой латуни, с повышением температуры коэффициент растет.

В изложенном описании дано объяснение такого понятия, как теплопроводность, объяснена физическая суть явления, на примере меди и других веществ рассмотрены некоторые варианты применения этих свойств в повседневной жизни.

    Содержимое:
  1. Устройство медно-алюминиевых радиаторов
  1. Медно-алюминиевые радиаторы
  2. Конвекторы
  • Эффективность теплоотдачи радиаторов из меди и алюминия
    1. Преимущества радиаторов из меди и алюминия
    2. Недостатки биметалла
    3. Лучшие марки медно-алюминиевых батарей
    4. Как рассчитать количество секций при выборе
    5. Медь и алюминий занимают первенство среди металлов, относительно теплопроводности. Не удивительно, что биметаллические радиаторы пользуются такой популярностью. Медно-алюминиевые радиаторы отопления хорошо прогревают помещение и полностью лишены недостатков, присущих медным радиаторам.

      Устройство медно-алюминиевых радиаторов

      Конструкция радиаторов учитывает химическое взаимодействие меди и алюминия между собой, поэтому между металлами устанавливается нейтральный переходник. Если не установить прослойку, алюминий разрушается, появляются свищи и течи. По этой причине существуют строгие рекомендации относительно эксплуатации приборов и качества теплоносителя.

      По конструкционным особенностям принято различать два вида медно-алюминиевых батарей.

      Медно-алюминиевые радиаторы

      Изготавливаются с цельным корпусом, либо с использованием секционной конструкции. Панельные обогреватели внешним видом напоминают обычные металлические батареи типа Korrado и подобных. Производством занимаются несколько производителей – польские Regulus и украинские Термия.

      Конвекторы

      Отличаются большей теплоотдачей и производительностью. Конструкция конвектора состоит из медной трубки с припаянными алюминиевыми пластинами. В корпусе обогревателей присутствуют отверстия для беспрепятственной конвекции воздуха.

      Конвекторы внешне похожи на обычные цельные радиаторы, но имеют большую производительность. Изготовление медно-алюминиевых конвекторов наладила российская компания Изотерм и украинская Термия.

      Эффективность теплоотдачи радиаторов из меди и алюминия

      Технические характеристики алюминия и меди отличает высокая теплоотдача. По сравнению с традиционными чугунными радиаторами, коэффициент отдачи тепла выше в 3-4, из алюминия и стали в 2 раза. И у биметалла есть свои преимущества и недостатки.

      Преимущества радиаторов из меди и алюминия

      Недостатки биметалла

      Лучшие марки медно-алюминиевых батарей

      Как показала практика, лучшие медно-алюминиевые конвекционные радиаторы водяного отопления изготавливают отечественные производители, а также соседи из ближнего зарубежья.

      В магазинах можно найти обогреватели следующих производителей:

      • Корейские Mars (собираются в Китае).
      • Regulus – польское производство. На базе предприятия изготавливаются радиаторы в стальном кожухе, по внешнему виду практически неотличимые от обычных металлических батарей.
      • Российские Изотерм.
      • Термия – изготавливаются в Украине.

      Модели российского и украинского производителя адаптированы к отечественным условиям, поэтому лучше переносят перепады давления и более устойчивы к агрессивной среде.

      Как рассчитать количество секций при выборе

      Расчет необходимого количества радиаторов можно выполнить с помощью специального калькулятора, на нашем сайте.

      Высчитать необходимо количество секций удастся и самостоятельно. Для этого необходимо:

      1. Определить отапливаемую площадь.
      2. Узнать мощность одной секции биметаллической батареи. Параметры варьируются, в среднем 200 Вт.
      3. Площадь умножаем на 100 и делим на коэффициент мощности одной секции 200.
      4. Полученный результат является необходимым количеством секций.

      Для примера, можно выполнить расчёт количества водяных медно-алюминиевых конвекторов на 30 м².

      30 × 100 ÷ 200 = 15.

      Чтобы обеспечить небольшой запас по мощности, необходимо к полученному результату добавить около 15-20%. В результате получаем, что для отопления 30 м² потребуется две батареи по 8-9 секций в каждой.

      Высокие показатели теплоотдачи, не единственные параметры, которые необходимо учитывать при выборе обогревателей. Следует обратить внимание на устойчивость используемого металла к агрессивным средам.

      Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
      Добавить комментарий

      ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

      Adblock detector