Теплопроводность стали: коэффициент. Сравнение с теплопроводностью алюминия и чугуна. Теплопроводность стали 20 и 09Г2С, 12Х18Н10Т и другой стали

alexxlab | 15.02.2023 | 0 | Разное

факторы, влияющие на теплопроводность сплавов

Понятие теплопроводности

Она является интенсивной физической величиной, то есть величиной, которая описывает свойство материи, не зависящей от количества последней. Интенсивными величинами также являются температура, давление, электропроводность, то есть эти характеристики одинаковы в любой точке одного и того же вещества. Другой группой физических величин являются экстенсивные, которые определяются количеством вещества, например, масса, объем, энергия и другие.

Противоположной величиной для теплопроводности является теплосопротивляемость, которая отражает способность материала препятствовать переносу проходящего через него тепла. Для изотропного материала, то есть материала, свойства которого одинаковы во всех пространственных направлениях, теплопроводность является скалярной величиной и определяется, как отношение потока тепла через единичную площадь за единицу времени к градиенту температуры. Так, теплопроводность, равная одному ватту на метр-Кельвин, означает, что тепловая энергия в один Джоуль переносится через материал:

• за одну секунду;
• через площадь один метр квадратный;
• на расстояние один метр;
• когда разница температур на поверхностях, находящихся на расстоянии один метр друг от друга в материале, равна один Кельвин.

Понятно, что чем больше значение теплопроводности, тем лучше материал проводит тепло, и наоборот. Например, значение этой величины для меди равно 380 Вт/(м*К), и этот металл в 10 000 раз лучше переносит тепло, чем полиуретан, теплопроводность которого составляет 0,035 Вт/(м*К).

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.

Общие выводы

Как мы видим, теплопроводность теплой керамики – это исключительно важный параметр. Однако помимо этого, при выборе следует учитывать и другие факторы, в том числе климатические условия региона и отсутствие или наличие дополнительного утепления или отделки облицовочным кирпичом. В целом же, для средней полосы России подходят все керамоблоки. Тем не менее, если вы не хотите использовать дополнительную теплоизоляцию, то имеет смысл купить блоки толщиной 440мм или 510мм, или же некоторые разновидности 380мм блоков. Если же вас не смущает будущий монтаж дополнительной «термошубы», то вполне можно обойтись и блоками для толщины стен 250мм и 380мм, при том условии, что вы обеспечите дополнительную теплоизоляцию в виде минваты или пенопласта, и декоративной штукатурки. Плюс этого варианта в том, что вам будет достаточно более тонкого фундамента, что сократит расходы и сроки его возведения.

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.

Таблица коэффициентов теплопроводности кирпичных кладок и каменных облицовок стен

Наименование материалаρλ₀λАλБ

Средняя плотность материала	Коэффициент теплопроводности в идеальных условиях и в сухом состоянии	Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации А	Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации Б
кг/м³	Вт/(м×℃)	Вт/(м×℃)	Вт/(м×℃)
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на различных растворах
Стандартный керамический (глиняный) – на цементно-песчаном кладочном растворе	1800	0.56	0.7	0.81
Стандартный керамический на цементно-шлаковом растворе	1700	0.52	0.64	0.76
Стандартный керамический на цементно-перлитовом растворе	1600	0.47	0.58	0.7
Силикатный на цементно-песчаном кладочном растворе	1800	0. 7	0.76	0.87
Трепельный термооизоляционный, на цементно-песчаном кладочном растворе	1200	0.35	0.47	0.52
— то же, но с плотностью	1000	0.29	0.41	0.47
Шлаковый, на цементно-песчаном кладочном растворе	1500	0.52	0.64	0.7
Кладка из пустотного кирпича
Кирпич керамический, с плотностью 1400 кг/м³, на цементно-песчаном кладочном растворе	1600	0.47	0.58	0.64
— то же, но с плотностью кирпича 1300 кг/м³	1400	0.41	0.52	0.58
— то же, но с плотностью кирпича 1000 кг/м³	1200	0.35	0.47	0.52
Кирпич силикатный, одиннадцатипустотный, на цементно-песчаном кладочном растворе	1500	0.64	0.7	0.81
— то же, четырнадцатипустотный	1400	0. 52	0.64	0.76
Кладка или облицовка поверхностей натуральным камнем
Гранит или базальт	2800	3.49	3.49	3.49
Мрамор	2800	2.91	2.91	2.91
Туф	2000	0.76	0.93	1.05
— то же, но с плотностью	1800	0.56	0.7	0.81
— то же, но с плотностью	1600	0.41	0.52	0.64
— то же, но с плотностью	1400	0.33	0.43	0.52
— то же, но с плотностью	1200	0.27	0.35	0.41
— то же, но с плотностью	1000	0.21	0.24	0.29
Известняк	2000	0.93	1.16	1.28
— то же, но с плотностью	1800	0.7	0.93	1.05
— то же, но с плотностью	1600	0. 58	0.73	0.81
— то же, но с плотностью	1400	0.49	0.56	0.58

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).

Характеристики

Свойства		Материал
		AlN-170	AlN-200	AlN-230
Цвет		серый	серый	серый
Объемная плотность	г/см3	3,30	3,28	3,25
Шероховатость шлифованной поверхности (Ra)	мкм	0,3-0,5	0,3-0,5	0,3-0,5
Шероховатость полированной поверхности (Ra)	мкм
Механические характеристики
Прочность на изгиб	МПа	450	250	200
Модуль упругости	ГПа	320	320	−
Твердость	кг/мм 2	11	11	−
Физические характеристики
Коэффициент теплового расширения (40-800°C)	10 -6 /°C	5,4	5,4	9,0
Теплопроводность (25°C)	Вт/м∙°K	180	200	230
Удельная теплоемкость	Дж/Кг∙°К	720	720	750
Диэлектрическая постоянная (1 МГц)	–	9,0	9,0	9,8
Диэлектрические потери (1МГц, 25°C)	10 -4	3	3	3
Технологические характеристики
DBC технология
(Cu 127 – 450 мкм, защитные покрытия)
Толстопленочная технология
(Ag, Au, Ag-Pd, Ag-Pd-Pt, Ni – 12-100 мкм)
Тонкопленочная технология
(проводники по запросу)
Расстояние между линиями скрайбирования, мм		2,00 ± 0,05
Минимальный диаметр отверстий, мм		0,20 ± 0,05

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.

Область применения

Керамика, изготовленная на основе нитрида алюминия ALN, имеет достаточно широкую область применения и позволит Вам эффективно решать задачи, независимо от уровня сложности:

– заготовка для керамических печатных плат, требующих высоких показателей надежности;

– изготовление подложек для полупроводников; – в качестве теплопоглощающего элемента в светодиодных схемах и высокомощных электронных приборах; – основание для высокочастотных резисторов и в качестве корпусов для различных схем; – подложка для лазерных диодов, полупроводниковых кристаллов; – для изготовления датчиков и других приборов, эксплуатируемых в тяжелейших условиях и т. д.

отсюда

Теплоемкость стали

Ромашкин А.Н.

Удельная теплоёмкость – это количество тепла, которое требуется затратить, чтобы нагреть 1 килограмм вещества на 1 градус по шкале Кельвина (или Цельсия).

Физическая размерность удельной теплоемкости: Дж/(кг·К) = Дж·кг^-1·К^-1 = м²·с^-2·К^-1.

В таблице приводятся в порядке возрастания значения удельной теплоемкости различных веществ, сплавов, растворов, смесей. Ссылки на источник данный приведены после таблицы.

При пользовании таблицей 1 следует учитывать приближенный характер данных. Для всех веществ удельная теплоемкость зависит от температуры и агрегатного состояния. У сложных объектов (смесей, композитных материалов, продуктов питания) удельная теплоемкость может значительно варьироваться для разных образцов.

Таблица 1. Теплоемкость чистых веществ

Вещество	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

Источники:

• ru. wikipedia.org – Википедия: Удельная теплоемкость;
• alhimik.ru – средняя удельная теплоемкость некоторых твердых материалов при 0…100 °С, кДж/(кг·К) по данным пособия “Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии” под ред. Романкова;
• school.uni-altai.ru – табличные значения наиболее распространенных жидкостей;
• school.uni-altai.ru – табличные значения наиболее распространенных твердых тел;
• dink.ru – удельная теплоемкость при 20 °С;
• mensh.ru – теплоаккумулирующая способность материалов;
• vactekh-holod.ru – удельная теплоемкость твердых веществ и некоторых жидкостей;
• xiron.ru – данные по теплоемкости пищевых продуктов;
• aircon.ru – теплоемкость всяких разных [пищевых] продуктов;
• masters.donntu.edu.ua – теплоемкость углей;
• nglib.ru – средняя удельная теплоемкость твердых тел при комнатной температуре – таблица в книге С.Д. Бескова “Технохимические расчеты”  в электронной библиотеке “Нефть и газ” (требуется регистрация). Это наиболее подробный из доступных в интернете справочников.

 

Таблица 2. Удельная теплоемкость углеродистых сталей марок Сталь 20 и Сталь 40 при высоких температурах (Дж/(кг∙ºC)) От 50 ºC до заданной температуры

Температура, ºC	Сталь 20	Сталь 40
100	486	486
150	494	494
200	499	503
250	507	511
300	515	520
350	524	528
400	532	541
450	545	549
500	557	561
550	570	574
600	582	591
650	595	608
700	608	629
750	679	670
800	675	704
850	662	704
900	658	704
950	654	700
1000	654	696
1050	654	691
1100	649	691
1150	649	691
1200	649	687
1250	654	687
1300	654	687

 

Источник:
Теплофизические свойства веществ, Справочник. Под ред. Н.Б.Варгафтика. Ленинград: Государственное энергетическое издательство. 1956 – 367 с.

Какова теплопроводность стали?

Металлы, как правило, обладают высокой теплопроводностью, высокой электропроводностью и высокой плотностью. Обычно они пластичны и гибки, скручиваются под нагрузкой, не разделяясь. Теплопроводность характеризуется как свойство любого материала направлять тепло. Проще говоря, это способность любого материала перемещать тепло за счет теплопроводности. Чем выше проводимость, тем выше скорость теплопереноса, а чем ниже проводимость, тем ниже скорость теплопереноса. Материалы с более высокой теплопроводностью используются в радиаторах, где требуется более высокая скорость теплопередачи. Материалы с более низкой теплопроводностью используются в целях защиты, где требуется меньшая теплопередача. Теплопроводность относится к способности материалов пропускать через себя тепло за счет проводимости. Резьбовая арматура или низкоуглеродистая сталь имеют теплопроводность 46 к -(Вт/м·К) при 25 градусах Цельсия.

Медь обладает значительно большей теплопроводностью, чем алюминий, латунь, нержавеющая сталь и углеродистая сталь. Несмотря на его умеренно беспомощную и плохую теплопроводность, он обычно используется для направления тепла в технологических процессах из-за его минимального усилия по сравнению с другими комбинациями. Низкая теплопроводность нержавеющей стали не полностью соответствует способности иметь более тонкие перегородки в свете ее высокого качества и препятствующей эрозии. Теплопроводность определяет величину температурных перепадов, возникающих в деталях при сборке и эксплуатации. Во вспомогательных частях, подвергающихся термоциклированию, эти градиенты приводят к термическим напряжениям. Во время термообработки, насколько это возможно, размер сегментов может быть создан с идеальной микроструктурой, поскольку изменение зависит от скорости охлаждения и температуры. Разумная модель теплопроводности должна помочь в совершенствовании плана подготовки и понимания теплообработки, цементирования и сварки форм, плана стали конструкций и сегментов, и расчет на термомеханическую усталость.

Металлы содержат электроны, которые в основном отвечают за теплопроводность. Самая высокая теплопроводность доступна в самых безупречных металлах в их закаленном состоянии. К металлам, обычно используемым при работе при низких температурах, относятся обработанная сталь, углеродистая сталь и алюминий. В некоторых металлах теплопроводность представляет собой твердую емкость, зависящую от достоинства и состояния металла. Для криогенных применений используются медь и алюминий, где требуется приемлемая теплопроводность. Это было бы существенно для основы для таких вещей, как вспомогательные окружающие люди. Тепло не передается через материалы с низкой теплопроводностью. Это может улучшить жизнеспособность материала и его консистенцию. Из-за своей более низкой теплопроводности нержавеющая сталь является хорошим выбором для архитектурного шпона, стеклянных изделий и каркасов разделителей оконных украшений. Обработано 9Сталь 0009 дополнительно остается стабильной при контакте с теплом, например, во время процесса сборки или в оборудовании для обработки пищевых продуктов, например, в бройлерах и транспорте. Уже более века известно, что теплопроводность стали может быть уменьшена более чем в два раза, когда она затвердевает.

В этом исследовании использовались два высококачественных препарата, а325 и а490. Обыкновенная сталь, а36, также была испытана с целью, чтобы ее можно было использовать в качестве испытания. Были исследованы реакции на растяжение, предел текучести, теплопроводность, удельная теплоемкость, тепловое расширение и предел прочности образцов. Оценки теплопроводности и удельной теплоемкости были выполнены с использованием источника 2500 плоского переходного режима горячего круга. Этот прибор является прекрасным инструментом для измерения теплопроводности, он оценивает где-то в диапазоне от 0,005 до 1000 Вт/МК и может работать при температурах от – от 160 до 1000°С. В каркасе нагревательной плиты используется датчик из никелевой проволоки, заключенный в каптон или слюду, в качестве как нагревательного элемента, так и датчика температуры, что дает точную оценку без необходимости использования контактного оператора. В металлах теплопроводность примерно соответствует электропроводности, как указано в законе Видемана-Франца, поскольку беспрепятственно движущиеся валентные электроны перемещают электрический поток, а также теплоту. Как бы то ни было, общая взаимосвязь между электрической и теплопроводностью не выполняется для различных материалов из-за расширенного значения носителей фононов для теплоты в неметаллах.

steeloncall

07 июля 2020 г.

Теплопроводность нержавеющей стали и алюминия

Чем нержавеющая сталь и алюминий отличаются по теплопроводности?

1. Алюминий обладает лучшей теплопроводностью
2. Полезны как высокая, так и низкая теплопроводность
3. Отрасли, в которых выгодна высокая или низкая теплопроводность

 

Нержавеющая сталь и алюминий уже давно считаются одними из самых полезных промышленных материалов, используемых сегодня. Их использование приносит пользу многим различным отраслям на разных уровнях благодаря их многочисленным замечательным характеристикам. Помимо прочности, долговечности и универсальности, алюминий и нержавеющая сталь обладают другими свойствами, которые делают их действительно полезными.

Одним из таких свойств является теплопроводность. Это процесс, посредством которого тепловая энергия передается через вещество и обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр. Более низкая теплопроводность означает более низкую скорость теплопередачи, а более высокая теплопроводность означает эффективность отвода тепла.

Если вы хотите узнать больше о теплопроводности нержавеющей стали и алюминия, продолжайте читать, потому что это может оказаться полезным для вас и ваших будущих промышленных предприятий.

 

Алюминий имеет лучшую теплопроводность

Сразу же следует отметить, что между двумя промышленными материалами алюминий имеет «лучшую» теплопроводность. Здесь важно отметить, что наличие высокой или низкой теплопроводности по своей сути не является ни хорошим, ни плохим. Алюминий просто имеет относительно более высокую теплопроводность. С другой стороны, нержавеющая сталь имеет одну из самых низких теплопроводностей среди металлических сплавов.

Другим показателем, используемым для отслеживания теплопроводности, является британская тепловая единица (BTU), в которой используется число для представления способности материала проводить тепло. Алюминий имеет BTU 118, а сталь — 17. По сравнению с другим материалом, таким как медь, BTU которого составляет 223, алюминий все же может быть лучшим вариантом, потому что он легче, дешевле и с ним легче работать и манипулировать благодаря его низкому содержанию. температура плавления. Алюминий также является самым распространенным металлом в земной коре, что делает его более доступным, чем другие варианты.

 

Полезны как высокая, так и низкая теплопроводность

Как высокая, так и низкая теплопроводность полезны для многих различных применений. Вам просто нужно знать, какой конкретный металл может выполнить эту работу за вас. Алюминий хорошо проводит тепло, что делает его пригодным для теплообменников, радиаторов и даже для приготовления таких материалов, как кастрюли и сковородки.

Поскольку нержавеющая сталь плохо проводит тепло, она лучше подходит для производства изделий, подвергающихся воздействию высоких температур и агрессивных сред, таких как детали автомобилей и самолетов, такие как двигатели и системы кондиционирования воздуха. Использование нержавеющей стали может привести к повышению энергоэффективности, что в конечном итоге приведет к экономии в долгосрочной перспективе.

 

Отрасли, которые получают выгоду от высокой или низкой теплопроводности

Существует множество конкретных отраслей, где значение теплопроводности материала не зависит от того, высокая она или низкая. Например, строительная отрасль известна использованием нержавеющей стали для бесчисленных конструкций и их частей. Он хорошо подходит для фасадов зданий, фундаментов, навесных стен и других архитектурно-открытых конструкций. Пищевая промышленность также использует нержавеющую сталь для обеспечения стабильности производственных процессов, в которых задействовано тепло. Это можно увидеть в печах и конвейерных лентах.

Что касается алюминия, то автомобильная и аэрокосмическая промышленность являются его крупнейшими бенефициарами, поскольку многие детали автомобилей и самолетов изготавливаются из алюминия. Фактически, большинство воздушных и космических кораблей изготавливаются в основном из алюминия, а Boeing 737, самый продаваемый реактивный коммерческий авиалайнер, на 80% состоит из алюминия. Даже в мелкосерийном производстве изделий широко используется алюминий. Это важнейший компонент светоизлучающих диодов или светодиодных ламп, теплообменников в электронике, а также используется для упаковки, второго по величине потребителя алюминия.

Алюминий более пластичен и эластичен, чем сталь. Алюминий можно использовать для изготовления различных форм

 

Ключевой вывод

Концепция теплопроводности сложна, но знание того, как и почему она важна для многих отраслей промышленности и производственных процессов, может помочь вам выбрать правильный тип металлического сплава.