Metallien lämmönjohtavuus

Selitys lämmityslaitteiden vertailuarvoista

Yllä esitetyistä tiedoista voidaan nähdä, että bimetallilämmityslaitteella on suurin lämmönsiirtonopeus. Rakenteellisesti RIFAR esittelee tällaisen laitteen uurretussa alumiinikotelossa. jossa metalliputket sijaitsevat, koko rakenne on kiinnitetty hitsatulla kehyksellä. Tämäntyyppiset akut asennetaan taloihin, joissa on suuri määrä kerroksia, sekä mökeissä ja yksityistaloissa. Tämän tyyppisen lämmityslaitteen haittana on sen korkea hinta.

Tärkeä! Kun tämäntyyppinen akku asennetaan taloihin, joissa on paljon kerroksia, on suositeltavaa, että sinulla on oma kattilaasema, jossa on vedenkäsittelyyksikkö. Tämä jäähdytysnesteen alustavan valmistelun ehto liittyy alumiiniakkujen ominaisuuksiin.

ne voivat altistua sähkökemialliselle korroosiolle, kun se tulee huonolaatuisessa muodossa keskuslämmitysverkon kautta. Tästä syystä alumiinilämmittimet suositellaan asennettavaksi erillisiin lämmitysjärjestelmiin.

Tässä vertailevassa parametrijärjestelmässä valurautaakut menettävät merkittävästi, niillä on alhainen lämmönsiirto, suuri lämmittimen paino. Mutta näistä indikaattoreista huolimatta MS-140-patterit ovat kysyttyjä väestön keskuudessa, mikä johtuu seuraavista tekijöistä:

Ongelmattoman toiminnan kesto, mikä on tärkeää lämmitysjärjestelmissä.
Kestää lämpökantoaineen negatiivisia vaikutuksia (korroosiota).
Valuraudan lämpöinertia.

Tämäntyyppinen lämmityslaite on toiminut yli 50 vuotta, sillä lämmönsiirtoaineen valmistuksen laadussa ei ole eroa. Et voi laittaa niitä taloihin, joissa lämmitysverkon työpaine voi olla korkea, valurauta ei ole kestävä materiaali.

Vertailu muiden ominaisuuksien mukaan

Eräs akkutoiminnan ominaisuus - inertia - on jo mainittu edellä. Mutta jotta lämmityspatterien vertailu olisi oikea, se on tehtävä paitsi lämmönsiirron, myös muiden tärkeiden parametrien suhteen:

• työ- ja maksimipaine;
• sisältämän veden määrä;
• massa.

Käyttöpainerajoitus määrittää, voidaanko kiuas asentaa monikerroksisiin rakennuksiin, joissa vesipatsaan korkeus voi olla satoja metrejä. Tämä rajoitus ei muuten koske yksityisiä taloja, joissa verkon paine ei ole määritelmän mukaan korkea. Patterien tehon vertailu voi antaa käsityksen järjestelmän lämmitettävän veden kokonaismäärästä. No, tuotteen massa on tärkeä määritettäessä sen kiinnityspaikkaa ja -tapaa.

Alla on esimerkkinä vertailutaulukko eri samankokoisten lämmityspatterien ominaisuuksista:

Merkintä. Taulukossa 5 lohkon lämmitin on otettu yhdeksi yksiköksi, paitsi teräs, joka on yksi paneeli.

Alumiinin lämmönjohtavuus ja tiheys

Taulukko näyttää alumiinin Al:n lämpöfysikaaliset ominaisuudet lämpötilasta riippuen. Alumiinin ominaisuudet annetaan laajalla lämpötila-alueella - miinus 223 - 1527 °C (50 - 1800 K).

Kuten taulukosta näkyy, alumiinin lämmönjohtavuus huoneenlämmössä on noin 236 W/(m deg), mikä mahdollistaa tämän materiaalin käytön lämpöpatterien ja erilaisten jäähdytyslevyjen valmistukseen.

Alumiinin lisäksi kuparilla on myös korkea lämmönjohtavuus. Millä metallilla on korkein lämmönjohtavuus? Tiedetään, että alumiinin lämmönjohtavuus keski- ja korkeissa lämpötiloissa on edelleen pienempi kuin kuparin, mutta 50K:n lämpötilaan jäähdytettynä alumiinin lämmönjohtavuus kasvaa merkittävästi ja saavuttaa arvon 1350 W/(m deg). Kuparissa niin alhaisessa lämpötilassa lämmönjohtavuusarvo tulee alhaisemmaksi kuin alumiinilla ja on 1250 W / (m deg).

Alumiini alkaa sulaa lämpötilassa 933,61 K (noin 660 ° C), kun taas jotkut sen ominaisuudet muuttuvat merkittävästi. Ominaisuuksien arvot, kuten lämpödiffuusio, alumiinin tiheys ja sen lämmönjohtavuus pienenevät merkittävästi.

Alumiinin tiheys määräytyy pääasiassa sen lämpötilan perusteella ja riippuu tämän metallin aggregaatiotilasta. Esimerkiksi lämpötilassa 27 ° C alumiinin tiheys on 2697 kg / m 3, ja kun tämä metalli kuumennetaan sulamispisteeseen (660 ° C), sen tiheydeksi tulee 2368 kg / m 3. Alumiinin tiheyden lasku lämpötilan noustessa johtuu sen laajenemisesta kuumennettaessa.

täältä

Taulukossa näkyvät metallien (ei-rautametallien) lämmönjohtavuuden arvot sekä metallien ja teknisten seosten kemiallinen koostumus lämpötila-alueella 0 - 600 °C.

Ei-rautametallit ja seokset: nikkeli Ni, moneli, nikromi; nikkeliseokset (GOST 492-58:n mukaan): kupronikkeli NM81, NM70, konstantaani NMMts 58,5-1,54, kopeli NM 56,5, monel NMZhMts ja K-monel, alumeli, kromi, manganiini NMMts, invar 85-1; magnesiumseokset (GOST 2856-68:n mukaan), elektroni, platina-rodium; pehmeäjuotteet (GOST 1499-70 mukaan): puhdas tina, lyijy, POS-90, POS-40, POS-30, ruususeos, puuseos. Jatka lukemista →

Mitä kaikkea jäähdyttimen laittamiseen? Luulen, että jokainen meistä kysyi saman kysymyksen tullessaan torille tai varaosaliikkeeseen tutkiessamme valtavaa valikoimaa jäähdyttimiä jokaiseen makuun, joka tyydyttää kaikkein perverssimmänkin nirsoimman. Haluatko kaksirivisen, kolmirivisen, isomman, pienemmän, isolla osalla pienellä, alumiinia, kuparia. Juuri siitä metallista jäähdytin on valmistettu, ja siitä keskustellaan.

Jotkut uskovat, että kupari. Nämä ovat alkuperäisiä vanhauskoisia, kuten heitä olisi kutsuttu 1600-luvulla. Kyllä, jos emme ota uusia 1900-luvun autoja, niin kuparipatterit asennettiin kaikkialle. Merkistä ja mallista riippumatta, olipa kyseessä edullinen miniauto tai raskas usean tonnin kuorma-auto. Mutta on toinenkin autonomistajia, jotka väittävät, että alumiiniset patterit ovat parempia kuin kupariset. Koska ne asennetaan uusiin nykyaikaisiin autoihin, raskaisiin moottoreihin, jotka vaativat korkealaatuista jäähdytystä.

Ja mikä mielenkiintoisinta, he ovat kaikki kunnossa. Molemmissa on tietysti hyvät ja huonot puolensa. Nyt vähän fysiikan oppituntia. Erinomaisin indikaattori on mielestäni numerot, nimittäin lämmönjohtavuuskerroin. Yksinkertaisesti sanottuna tämä on aineen kyky siirtää lämpöenergiaa aineesta toiseen. Nuo. meillä on jäähdytysneste, N-metallista valmistettu jäähdytin ja ympäristö. Teoriassa mitä suurempi kerroin, sitä nopeammin jäähdytin ottaa lämpöenergiaa jäähdytysnesteestä ja vapauttaa sen ympäristöön nopeammin.

Joten kuparin lämmönjohtavuus on 401 W / (m * K) ja alumiinin - 202 - 236 W / (m * K). Mutta tämä on ihanteellisissa olosuhteissa. Vaikuttaa siltä, ​​​​että kupari on voittanut tässä kiistassa, mutta tämä on "+1" kuparipattereille. Nyt, kaiken lisäksi, on otettava huomioon itse patterien todellinen suunnittelu.

Patterin pohjassa kupariputket sekä ilmapatterin kupariliuskat vastaanotetun lämmön siirtämiseksi ympäristöön. Patterikennon suuret kennot mahdollistavat ilmanvirtausnopeuden häviämisen vähentämisen ja suuren ilmamäärän pumppaamisen aikayksikköä kohden. Patterin nauhaosan liian alhainen pitoisuus heikentää lämmönsiirron tehokkuutta ja lisää patterin paikallislämmityksen keskittymistä ja lujuutta.

Löysin kahden tyyppisiä lämpöpattereita, jotka perustuvat alumiini- ja teräsputkiin. Tässä ei ole merkityksetön osa, koska. teräksen lämmönjohtavuus on alumiiniin verrattuna erittäin alhainen, vain 47 W/(m*K). Ja itse asiassa vain suuren suorituskyvyn eron vuoksi ei enää kannata asentaa alumiinipattereita teräsputkilla. Vaikka ne ovat vahvempia kuin puhdasrotuinen alumiini ja vähentävät vuodon riskiä korkeasta paineesta, esimerkiksi paisuntasäiliön korkkiin juuttuneen venttiilin avulla.Alumiinilevyjen korkea pitoisuus putkissa lisää ilman puhaltaman jäähdyttimen pinta-alaa, mikä lisää sen tehokkuutta, mutta samalla ilmavirran vastus kasvaa ja pumpattavan ilman tilavuus pienenee.

Markkinoiden hintapolitiikka on kehittynyt siten, että kuparipatterit ovat paljon kalliimpia kuin alumiiniset. Kokonaiskuvasta voimme päätellä, että sekä nuo että muut patterit ovat omalla tavallaan hyviä. Kumpi sittenkään valita? Tämä kysymys on sinun.

Kuinka laskea lämpöteho oikein

Talon lämmitysjärjestelmän pätevä järjestely ei voi tulla toimeen ilman lämpölaskentaa tilojen lämmittämiseen tarvittavien lämmityslaitteiden tehosta. On olemassa yksinkertaisia ​​todistettuja menetelmiä lämmittimen lämpötehon laskemiseen. tarvitaan huoneen lämmittämiseen. Se ottaa huomioon myös tilojen sijainnin talossa pääpisteissä.

• Talon eteläpuoli lämmitetään 35 wattia kuutiometriä kohden. Lämpövoima.
• Talon pohjoiset huoneet kuutiometriä kohden lämmitetään 40 watilla. Lämpövoima.

Talon tilojen lämmittämiseen tarvittavan kokonaislämpötehon saamiseksi on tarpeen kertoa huoneen todellinen tilavuus esitetyillä arvoilla ja laskea ne yhteen huoneiden lukumäärällä.

Tärkeä! Esitetty laskentatyyppi ei voi olla tarkka, nämä ovat suurennettuja arvoja, niitä käytetään yleiseen esittelyyn tarvittavasta lämmityslaitteiden määrästä. Bimetallisten lämmityslaitteiden sekä alumiiniakkujen laskenta suoritetaan tuotteen passitiedoissa määritettyjen parametrien perusteella

Määräysten mukaan tällaisen akun osuus on 70 tehoyksikköä (DT)

Bimetallisten lämmityslaitteiden sekä alumiiniakkujen laskenta suoritetaan tuotteen passitiedoissa määritettyjen parametrien perusteella. Määräysten mukaan tällaisen akun osuus on 70 tehoyksikköä (DT).

Mikä se on, kuinka ymmärtää? Akkuosan passilämpövirtaus voidaan saada edellyttäen, että lämmönsiirtoaine toimitetaan 105 asteen lämpötilaan. 70 asteen lämpötilan saavuttamiseksi talon paluulämmitysjärjestelmässä. Huoneen alkulämpötilaksi on otettu 18 celsiusastetta.

jäähdytysneste kuumennetaan 105 asteeseen

DT= (menoaineen lämpötila + paluuaineen lämpötila)/2, miinus huonelämpötila. Kerro sitten tuotepassin tiedot korjauskertoimella, joka on annettu erityisissä viitekirjoissa eri DT-arvoille. Käytännössä se näyttää tältä:

• Lämmitysjärjestelmä toimii suorasyötössä 90 astetta käsittelyssä 70 astetta, huonelämpötila 20 astetta.
• Kaava on (90+70)/2-20=60, DT=60

Viitekirjan mukaan etsimme kerrointa tälle arvolle, se on 0,82. Meidän tapauksessamme kerrotaan lämpövirta 204 kertoimella 0,82, saadaan todellinen tehovirta = 167 W.

Lämpötehon vertailu

Jos tutkit huolellisesti edellistä osaa, sinun tulee ymmärtää, että ilman ja jäähdytysnesteen lämpötilat vaikuttavat suuresti lämmönsiirtoon, eivätkä nämä ominaisuudet riipu paljon itse jäähdyttimestä. Mutta on kolmas tekijä - lämmönvaihtopinta-ala, ja tässä tuotteen suunnittelulla ja muodosta on suuri rooli. Siksi teräspaneelilämmitintä on vaikea verrata ihanteellisesti valurautaiseen, niiden pinnat ovat liian erilaisia.

Neljäs lämmönsiirtoon vaikuttava tekijä on materiaali, josta lämmitin on valmistettu. Vertaa itseäsi: 5 600 mm korkean alumiinipatterin GLOBAL VOX osaa tuottaa 635 W DT = 50 °С. Valurautainen retroakku DIANA (GURATEC), jolla on sama korkeus ja sama määrä osia, voi tuottaa vain 530 W samoissa olosuhteissa (Δt = 50 °C). Nämä tiedot julkaistaan ​​valmistajien virallisilla verkkosivuilla.

Merkintä. Alumiinin ja bimetallituotteiden ominaisuudet lämpötehon suhteen ovat lähes identtiset, niitä ei kannata verrata.

Voit yrittää verrata alumiinia teräspaneelijäähdyttimeen ottamalla lähimmän kooltaan sopivan vakiokoon. Mainittujen 5 GLOBAL-alumiiniprofiilia, joiden korkeus on 600 mm, on yhteensä noin 400 mm, mikä vastaa KERMI 600x400 teräspaneelia. Osoittautuu, että jopa kolmirivinen teräslaite (tyyppi 30) tuottaa vain 572 W Δt = 50 °C:ssa. Mutta muista, että GLOBAL VOX -patterin syvyys on vain 95 mm ja KERMI-paneelit ovat lähes 160 mm. Eli alumiinin korkea lämmönsiirto tuntee itsensä, mikä näkyy mitoissa.

Omakotitalon yksilöllisen lämmitysjärjestelmän olosuhteissa saman tehoiset, mutta eri metalleista valmistetut akut toimivat eri tavalla. Siksi vertailu on varsin ennakoitavissa:

1. Bimetalli- ja alumiinituotteet lämpenevät ja jäähtyvät nopeasti. Antaessaan enemmän lämpöä tietyn ajan kuluessa, ne palauttavat kylmempää vettä järjestelmään.
2. Teräspaneelipatterit ovat keskiasennossa, koska ne eivät siirrä lämpöä niin intensiivisesti. Mutta ne ovat halvempia ja helpompia asentaa.
3. Inerteimmät ja kalliimmat ovat valurautalämmittimet, niille on ominaista pitkä lämpeneminen ja jäähdytys, mikä aiheuttaa pienen viiveen jäähdytysnesteen virtauksen automaattisessa säätelyssä termostaattipäiden avulla.

Kaikki edellä oleva johtaa yksinkertaiseen johtopäätökseen.

Ei ole väliä mistä materiaalista jäähdytin on valmistettu, tärkeintä on, että se on valittu oikein tehon suhteen ja sopii käyttäjälle kaikilta osin. Yleensä vertailua varten ei ole haittaa tutustua kaikkiin tietyn laitteen toiminnan vivahteisiin sekä siihen, mihin se voidaan asentaa.

Lämpöteholaskenta

Tilan lämmityksen järjestämiseksi on tarpeen tietää kunkin niistä tarvittava teho ja laskea sitten jäähdyttimen lämmönsiirto. Lämmönkulutus huoneen lämmittämiseen määritetään melko yksinkertaisella tavalla. Sijainnista riippuen lämmön arvoksi otetaan 1 m3 huoneen lämmitykseen, se on rakennuksen eteläpuolella 35 W / m3 ja pohjoisessa 40 W / m3. Huoneen todellinen tilavuus kerrotaan tällä arvolla ja saadaan tarvittava teho.

Huomio! Yllä oleva menetelmä vaaditun tehon laskemiseksi on suurennettu, sen tulokset otetaan huomioon vain ohjeellisena. Alumiini- tai bimetalliakkujen laskemiseksi on lähdettävä valmistajan asiakirjoissa määritellyistä ominaisuuksista

Standardien mukaan jäähdyttimen 1 osan teho on annettu DT = 70. Tämä tarkoittaa, että 1 lohko antaa määritellyn lämpövirran jäähdytysnesteen lämpötilassa tulon 105 ºС ja paluulämpötilassa - 70 ºС. Tässä tapauksessa sisäympäristön laskennalliseksi lämpötilaksi oletetaan 18 ºС

Alumiini- tai bimetalliakkujen laskemiseksi on lähdettävä valmistajan asiakirjoissa määritellyistä ominaisuuksista. Standardien mukaan jäähdyttimen 1 osan teho on annettu DT = 70. Tämä tarkoittaa, että 1 lohko antaa määritellyn lämpövirran jäähdytysnesteen lämpötilassa tulon 105 ºС ja paluulämpötilassa - 70 ºС. Tässä tapauksessa sisäympäristön suunnittelulämpötilaksi oletetaan 18 ºС.

Taulukkomme perusteella 500 mm:n interaksiaalisen kokoisen bimetallipatterin yhden osan lämmönsiirto on 204 W, mutta vain syöttöputken lämpötilassa 105 ºС. Nykyaikaisissa järjestelmissä, erityisesti yksittäisissä järjestelmissä, ei ole vastaavasti korkeaa lämpötilaa, ja lähtöteho pienenee. Saadaksesi selville todellisen lämpövirran, sinun on ensin laskettava parametri DT olemassa oleville olosuhteille käyttämällä kaavaa:

DT = (tsub + trev) / 2 - kylpyhuone, jossa:

• tsub - veden lämpötila syöttöputkessa;
• tobr - sama, paluulinjassa;
• Troom on lämpötila huoneen sisällä.

Sen jälkeen lämmityspatterin tyyppikilven lämmönsiirto kerrotaan korjauskertoimella, joka otetaan DT:n arvosta riippuen taulukon mukaan:

Esimerkiksi, kun jäähdytysnesteohjelma on 80 / 60 ºС ja huonelämpötila 21 ºС, DT-parametri on (80 + 60) / 2 - 21 = 49 ja korjauskerroin on 0,63. Tällöin saman bimetallipatterin 1 osan lämpövirta on 204 x 0,63 = 128,5 W. Tämän tuloksen perusteella valitaan osien lukumäärä.

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

Epäpuhtaudet kupariseoksissa

täältä

Kuparin sisältämät (ja tietysti sen kanssa vuorovaikutuksessa olevat) epäpuhtaudet jaetaan kolmeen ryhmään.

Kuparin kanssa muodostuvat kiinteät liuokset

Tällaisia ​​epäpuhtauksia ovat alumiini, antimoni, nikkeli, rauta, tina, sinkki jne. Nämä lisäaineet vähentävät merkittävästi sähkön- ja lämmönjohtavuutta. Johtavien elementtien valmistukseen pääasiassa käytettyjä laatuja ovat mm. M0 ja M1. Jos kuparilejeeringin koostumus sisältää antimonia, sen kuumakäsittely paineella on paljon vaikeampaa.

Epäpuhtaudet, jotka eivät liukene kupariin

Näitä ovat lyijy, vismutti jne. Koska epäpuhtaudet eivät vaikuta perusmetallin sähkönjohtavuuteen, ne vaikeuttavat sen käsittelyä paineella.

Epäpuhtaudet, jotka muodostavat hauraita kemiallisia yhdisteitä kuparin kanssa

Tähän ryhmään kuuluvat rikki ja happi, mikä vähentää perusmetallin sähkönjohtavuutta ja lujuutta. Rikin läsnäolo kupariseoksessa helpottaa suuresti sen työstettävyyttä leikkaamalla.