Tepelná vodivost kovů

Vysvětlení srovnávacích hodnot topných spotřebičů

Z údajů uvedených výše je vidět, že bimetalové topné zařízení má nejvyšší rychlost přenosu tepla. Konstrukčně takové zařízení představuje RIFAR v žebrovaném hliníkovém pouzdře. ve kterých jsou umístěny kovové trubky, je celá konstrukce upevněna svařovaným rámem. Tento typ baterií je instalován v domech s velkým počtem podlaží, stejně jako v chatách a soukromých domech. Nevýhodou tohoto typu topného zařízení je jeho vysoká cena.

Důležité! Při instalaci tohoto typu baterie v domech s velkým počtem podlaží se doporučuje mít vlastní kotelnu, která má jednotku na úpravu vody. Tato podmínka pro předběžnou přípravu chladicí kapaliny je spojena s vlastnostmi hliníkových baterií.

mohou podléhat elektrochemické korozi, když se dostanou v nekvalitní formě přes síť ústředního vytápění. Z tohoto důvodu se hliníková topidla doporučují instalovat do samostatných topných systémů.

Litinové baterie v tomto srovnávacím systému parametrů výrazně ztrácejí, mají nízký přenos tepla, velkou hmotnost ohřívače. Ale navzdory těmto ukazatelům jsou radiátory MS-140 v poptávce obyvatel, což je způsobeno těmito faktory:

Doba bezporuchového provozu, která je v topných systémech důležitá.
Odolnost vůči negativním účinkům (korozi) tepelného nosiče.
Tepelná setrvačnost litiny.

Tento typ topného zařízení funguje již více než 50 let, proto není žádný rozdíl v kvalitě přípravy tepelného nosiče. Nemůžete je dát do domů, kde může být vysoký pracovní tlak topné sítě, litina není odolný materiál.

Srovnání podle jiných charakteristik

Jedna vlastnost provozu na baterie – setrvačnost – již byla zmíněna výše. Ale aby bylo srovnání topných radiátorů správné, musí být provedeno nejen z hlediska přenosu tepla, ale také v dalších důležitých parametrech:

• pracovní a maximální tlak;
• množství obsažené vody;
• Hmotnost.

Omezení provozního tlaku určuje, zda lze ohřívač instalovat ve vícepodlažních budovách, kde výška vodního sloupce může dosahovat stovek metrů. Mimochodem, toto omezení se nevztahuje na soukromé domy, kde tlak v síti není z definice vysoký. Porovnání kapacity radiátorů může poskytnout představu o celkovém množství vody v systému, které bude potřeba ohřát. Hmotnost výrobku je důležitá pro určení místa a způsobu jeho připevnění.

Jako příklad je níže uvedena srovnávací tabulka charakteristik různých topných radiátorů stejné velikosti:

Poznámka. V tabulce je ohřívač o 5 sekcích brán jako 1 jednotka, kromě ocelového, které je jedním panelem.

Tepelná vodivost a hustota hliníku

V tabulce jsou uvedeny termofyzikální vlastnosti hliníku Al v závislosti na teplotě. Vlastnosti hliníku jsou dány v širokém teplotním rozmezí - od minus 223 do 1527°C (od 50 do 1800 K).

Jak je vidět z tabulky, tepelná vodivost hliníku při pokojové teplotě je asi 236 W/(m deg), což umožňuje použití tohoto materiálu pro výrobu radiátorů a různých chladičů.

Kromě hliníku má měď také vysokou tepelnou vodivost. Který kov má nejvyšší tepelnou vodivost? Je známo, že tepelná vodivost hliníku při středních a vysokých teplotách je stále menší než u mědi, nicméně při ochlazení na 50K se tepelná vodivost hliníku výrazně zvyšuje a dosahuje hodnoty 1350 W/(m deg). V mědi se při tak nízké teplotě hodnota tepelné vodivosti snižuje než u hliníku a činí 1250 W / (m deg).

Hliník se začíná tavit při teplotě 933,61 K (asi 660 °C), přičemž některé jeho vlastnosti procházejí výraznými změnami. Hodnoty vlastností jako je tepelná difuzivita, hustota hliníku a jeho tepelná vodivost jsou výrazně sníženy.

Hustota hliníku je dána především jeho teplotou a závisí na stavu agregace tohoto kovu. Například při teplotě 27 ° C je hustota hliníku 2697 kg / m3, a když se tento kov zahřeje na teplotu tání (660 ° C), jeho hustota se stane 2368 kg / m3. Pokles hustoty hliníku s rostoucí teplotou je způsoben jeho rozpínáním při zahřívání.

odtud

V tabulce jsou uvedeny hodnoty tepelné vodivosti kovů (neželezných), jakož i chemické složení kovů a technických slitin v teplotním rozsahu od 0 do 600°C.

Neželezné kovy a slitiny: nikl Ni, monel, nichrom; slitiny niklu (podle GOST 492-58): cupronickel NM81, NM70, konstantan NMMts 58,5-1,54, kopel NM 56,5, monel NMZhMts a K-monel, alumel, chromel, manganin NMMts 85-12, invar; slitiny hořčíku (podle GOST 2856-68), elektron, platina-rhodium; měkké pájky (podle GOST 1499-70): čistý cín, olovo, POS-90, POS-40, POS-30, slitina růže, slitina dřeva. Pokračovat ve čtení →

Co všechno stejné dát radiátor? Myslím, že každý z nás si položil stejnou otázku, když jsme přišli na trh nebo do obchodu s náhradními díly a zkoumali obrovský výběr radiátorů pro každý vkus a uspokojili i ty nejzvrácenější vybíravé. Chcete dvouřadé, třířadé, větší, menší, s velkou částí s malou, hliníkové, měděné. Přesně z toho kovu je radiátor vyroben a bude o něm řeč.

Někteří věří, že měď. Jsou to původní starověrci, jak by se jim v 17. století říkalo. Ano, pokud nevezmeme nová auta 20. století, pak byly všude instalovány měděné radiátory. Bez ohledu na značku a model, zda se jednalo o levné miniauto nebo těžké vícetunové nákladní auto. Existuje ale další armáda majitelů aut, která tvrdí, že radiátory vyrobené z hliníku jsou lepší než ty měděné. Protože jsou instalovány na nových moderních autech, na těžkých motorech, které vyžadují vysoce kvalitní chlazení.

A co je nejzajímavější, všechny jsou v pořádku. Obojí má samozřejmě své pro a proti. Nyní malá hodina fyziky. Nejvýbornějším ukazatelem jsou podle mě čísla, a to součinitel tepelné vodivosti. Jednoduše řečeno, jde o schopnost látky přenášet tepelnou energii z jedné látky na druhou. Tito. máme chladící kapalinu, chladič z N-tého kovu a životní prostředí. Teoreticky platí, že čím vyšší koeficient, tím rychleji bude chladič odebírat tepelnou energii z chladicí kapaliny a rychleji ji uvolňovat do okolí.

Tepelná vodivost mědi je tedy 401 W / (m * K) a hliníku - od 202 do 236 W / (m * K). Ale to je za ideálních podmínek. Zdálo by se, že měď v tomto sporu zvítězila, ale u měděných radiátorů je to „+1“. Nyní je kromě všeho nutné zvážit i vlastní provedení samotných radiátorů.

Měděné trubky na patě radiátoru, stejně jako měděné pásy vzduchového radiátoru pro předávání přijatého tepla do okolí. Velké buňky voštiny chladiče umožňují snížit ztrátu rychlosti proudění vzduchu a umožňují pumpovat velký objem vzduchu za jednotku času. Příliš nízká koncentrace páskové části radiátoru snižuje účinnost přenosu tepla a zvyšuje koncentraci a sílu lokálního ohřevu radiátoru.

Našel jsem dva typy radiátorů na bázi hliníkových a ocelových trubek. Zde není nedůležitá část, protože. tepelná vodivost oceli je ve srovnání s hliníkem velmi nízká, pouze 47 W/(m*K). A vlastně už jen kvůli vysokému rozdílu výkonu se již nevyplatí instalovat hliníkové radiátory s ocelovými trubkami. Jsou sice pevnější než čistokrevný hliník a snižují riziko úniku z vysokého tlaku, například se zaseknutým ventilem ve víčku expanzní nádoby.Vysoká koncentrace hliníkových plátů na trubkách zvětšuje plochu chladiče vháněnou vzduchem, čímž zvyšuje jeho účinnost, ale zároveň se zvyšuje odpor proudění vzduchu a snižuje se objem čerpaného vzduchu.

Cenová politika na trhu se vyvinula tak, že měděné radiátory jsou mnohem dražší než hliníkové. Z celkového obrázku můžeme usoudit, že jak tyto, tak i ostatní radiátory jsou svým způsobem dobré. Kterou si vůbec vybrat? Tato otázka je na vás.

Jak správně vypočítat tepelný výkon

Kompetentní uspořádání topného systému v domě se neobejde bez tepelného výpočtu výkonu topných zařízení nezbytných pro vytápění prostor. Existují jednoduché osvědčené metody pro výpočet tepelného výkonu topidla. potřebné k vytápění místnosti. Zohledňuje také umístění prostor v domě na světových stranách.

• Jižní strana domu je vytápěna na metr krychlový prostoru 35 wattů. tepelný výkon.
• Severní místnosti domu na metr krychlový jsou vytápěny 40 watty. tepelný výkon.

Pro získání celkového tepelného výkonu potřebného pro vytápění prostor domu je nutné vynásobit skutečný objem místnosti prezentovanými hodnotami a sečíst je počtem místností.

Důležité! Uvedený typ výpočtu nemůže být přesný, jedná se o zvětšené hodnoty, slouží k obecné prezentaci požadovaného počtu topných zařízení. Výpočet bimetalových topných zařízení, stejně jako hliníkových baterií, se provádí na základě parametrů uvedených v pasových údajích produktu

Podle předpisů je úsek takové baterie roven 70 jednotkám výkonu (DT)

Výpočet bimetalových topných zařízení, stejně jako hliníkových baterií, se provádí na základě parametrů uvedených v pasových údajích produktu. Podle předpisů je úsek takové baterie roven 70 jednotkám výkonu (DT).

Co to je, jak rozumět? Pasový tepelný tok bateriové sekce lze získat za podmínky dodání nosiče tepla o teplotě 105 stupňů. Pro získání teploty 70 stupňů ve vratném topném systému domu. Výchozí teplota v místnosti je 18 stupňů Celsia.

chladicí kapalina se zahřeje na 105 stupňů

DT= (teplota přívodního média + teplota vratného média)/2, mínus pokojová teplota. Poté vynásobte údaje v pasu produktu korekčním faktorem, který je uveden ve speciálních referenčních knihách pro různé hodnoty DT. V praxi to vypadá takto:

• Topný systém pracuje v přímém zásobování 90 stupňů při zpracování 70 stupňů, pokojová teplota 20 stupňů.
• Vzorec je (90+70)/2-20=60, DT=60

Podle referenční knihy hledáme koeficient pro tuto hodnotu, je roven 0,82. V našem případě vynásobíme tepelný tok 204 koeficientem 0,82, dostaneme skutečný tok výkonu = 167 W.

Srovnání tepelného výkonu

Pokud jste pečlivě prostudovali předchozí část, měli byste pochopit, že přenos tepla je značně ovlivněn teplotami vzduchu a chladicí kapaliny a tyto charakteristiky příliš nezávisí na samotném chladiči. Ale je tu ještě třetí faktor – teplosměnná plocha, a zde hraje velkou roli design a tvar výrobku. Proto je obtížné ideálně srovnávat ocelové panelové topidlo s litinovým, jejich povrchy jsou příliš odlišné.

Čtvrtým faktorem ovlivňujícím přenos tepla je materiál, ze kterého je ohřívač vyroben. Porovnejte sami: 5 sekcí hliníkového radiátoru GLOBAL VOX o výšce 600 mm dá 635 W při DT = 50 °С. Litinová retro baterie DIANA (GURATEC) o stejné výšce a stejném počtu sekcí dokáže dodat pouze 530 W za stejných podmínek (Δt = 50 °C). Tyto údaje jsou zveřejněny na oficiálních stránkách výrobců.

Poznámka. Vlastnosti hliníkových a bimetalických výrobků z hlediska tepelného výkonu jsou téměř totožné, nemá smysl je porovnávat.

Můžete zkusit porovnat hliník s ocelovým deskovým radiátorem a vzít si nejbližší standardní velikost, která je vhodná z hlediska velikosti. Zmíněných 5 hliníkových profilů GLOBAL vysokých 600 mm má celkovou délku cca 400 mm, což odpovídá ocelovému panelu KERMI 600x400. Ukazuje se, že i třířadé ocelové zařízení (typ 30) vydá pouze 572 W při Δt = 50 °C. Mějte však na paměti, že hloubka radiátoru GLOBAL VOX je pouze 95 mm a panely KERMI téměř 160 mm. To znamená, že vysoký přenos tepla hliníku je znát, což se odráží na rozměrech.

V podmínkách individuálního topného systému soukromého domu budou baterie stejného výkonu, ale vyrobené z různých kovů, fungovat jinak. Proto je srovnání docela předvídatelné:

1. Bimetalové a hliníkové produkty se rychle zahřívají a ochlazují. Poskytují více tepla po určitou dobu a vracejí chladnější vodu do systému.
2. Ocelové deskové radiátory zaujímají střední polohu, protože předávají teplo méně intenzivně. Ale jsou levnější a snadněji se instalují.
3. Nejinertnější a nejdražší jsou litinová topidla, vyznačují se dlouhým zahříváním a vychladnutím, což způsobuje mírné zpoždění automatické regulace průtoku chladicí kapaliny termostatickými hlavicemi.

Vše výše uvedené vede k jednoduchému závěru.

Nezáleží na tom, z jakého materiálu je radiátor vyroben, hlavní je, že je správně zvolen z hlediska výkonu a vyhovuje uživateli ve všech ohledech. Obecně platí, že pro srovnání není na škodu seznámit se se všemi nuancemi provozu konkrétního zařízení a také s tím, kde lze nainstalovat

Výpočet tepelného výkonu

Pro organizaci vytápění prostoru je nutné znát požadovaný výkon pro každý z nich a poté vypočítat přenos tepla radiátoru. Spotřeba tepla na vytápění místnosti se zjišťuje celkem jednoduchým způsobem. V závislosti na lokalitě se odebírá hodnota tepla na vytápění 1 m3 místnosti, je to 35 W / m3 pro jižní stranu objektu a 40 W / m3 pro severní. Touto hodnotou se vynásobí skutečný objem místnosti a získáme požadovaný výkon.

Pozornost! Výše uvedený způsob výpočtu potřebného výkonu je rozšířený, jeho výsledky jsou brány v úvahu pouze orientačně. Pro výpočet hliníkových nebo bimetalových baterií je třeba vycházet z charakteristik uvedených v dokumentaci výrobce

V souladu s normami je zde udán výkon 1 sekce radiátoru při DT = 70. To znamená, že 1 sekce poskytne stanovený tepelný tok při teplotě chladicí kapaliny při přívodu 105 ºС a na zpátečce - 70 ºС. V tomto případě se předpokládá, že vypočtená teplota vnitřního prostředí je 18 ºС

Pro výpočet hliníkových nebo bimetalových baterií je třeba vycházet z charakteristik uvedených v dokumentaci výrobce. V souladu s normami je zde udán výkon 1 sekce radiátoru při DT = 70. To znamená, že 1 sekce poskytne stanovený tepelný tok při teplotě chladicí kapaliny při přívodu 105 ºС a na zpátečce - 70 ºС. V tomto případě se předpokládá návrhová teplota vnitřního prostředí 18 ºС.

Na základě naší tabulky je přenos tepla jedné sekce bimetalového radiátoru s interaxiální velikostí 500 mm 204 W, ale pouze při teplotě v přívodním potrubí 105 ºС. V moderních systémech, zejména individuálních, není tak vysoká teplota, respektive a výstupní výkon bude klesat. Chcete-li zjistit skutečný tepelný tok, musíte nejprve vypočítat parametr DT pro stávající podmínky pomocí vzorce:

DT = (tsub + trev) / 2 - místnost, kde:

• tsub - teplota vody v přívodním potrubí;
• tobr - totéž, ve zpětném řádku;
• pokoj je teplota uvnitř místnosti.

Poté se jmenovitý prostup tepla radiátoru vynásobí korekčním faktorem, který se bere v závislosti na hodnotě DT podle tabulky:

Například s plánem chladicí kapaliny 80 / 60 ºС a pokojovou teplotou 21 ºС bude parametr DT roven (80 + 60) / 2 - 21 = 49 a korekční faktor bude 0,63. Potom bude tepelný tok 1 sekce stejného bimetalového radiátoru 204 x 0,63 = 128,5 W. Na základě tohoto výsledku se vybere počet sekcí.

https://youtube.com/watch?v=nSewFwPhHhM

Nečistoty ve slitinách mědi

odtud

Nečistoty obsažené v mědi (a samozřejmě s ní interagující) se dělí do tří skupin.

Pevné roztoky tvořící se s mědí

Mezi takové nečistoty patří hliník, antimon, nikl, železo, cín, zinek atd. Tyto přísady výrazně snižují elektrickou a tepelnou vodivost. Mezi druhy, které se používají hlavně pro výrobu vodivých prvků, patří M0 a M1. Pokud je ve složení slitiny mědi obsažen antimon, je jeho tepelné zpracování tlakem mnohem obtížnější.

Nečistoty, které se v mědi nerozpouštějí

Patří mezi ně olovo, vizmut atd. Takové nečistoty, které neovlivňují elektrickou vodivost základního kovu, znesnadňují jeho tlakové zpracování.

Nečistoty, které tvoří křehké chemické sloučeniny s mědí

Do této skupiny patří síra a kyslík, které snižují elektrickou vodivost a pevnost základního kovu. Přítomnost síry ve slitině mědi značně usnadňuje její obrobitelnost řezáním.