Fémek hővezető képessége

Fűtőberendezések összehasonlító értékeinek magyarázata

A fent bemutatott adatokból látható, hogy a bimetál fűtőberendezés rendelkezik a legnagyobb hőátadási sebességgel. Szerkezetileg egy ilyen eszközt a RIFAR egy bordás alumínium tokban mutat be. amelyben fémcsövek találhatók, a teljes szerkezetet hegesztett kerettel rögzítik. Az ilyen típusú akkumulátorokat sok emeletes házakba, valamint nyaralókba és magánházakba telepítik. Az ilyen típusú fűtőberendezések hátránya a magas költségek.

Fémek hővezető képessége

Fontos! Ha az ilyen típusú akkumulátort sok emeletes házakba szerelik be, akkor ajánlott saját kazánállomással rendelkezni, amely vízkezelő egységgel rendelkezik. A hűtőfolyadék előzetes előkészítésének ez a feltétele az alumínium akkumulátorok tulajdonságaihoz kapcsolódik.

elektrokémiai korróziónak lehetnek kitéve, ha az rossz minőségű formában kerül be a központi fűtési hálózaton keresztül. Emiatt ajánlatos az alumínium fűtőtesteket külön fűtési rendszerekbe beépíteni.

Az öntöttvas akkumulátorok ebben az összehasonlító paraméterrendszerben jelentősen veszítenek, alacsony hőátadásúak és nagy a fűtőelem súlya. De ezen mutatók ellenére az MS-140 radiátorok iránti kereslet a lakosság körében, amelyet az alábbi tényezők okoznak:

A problémamentes működés időtartama, ami fontos a fűtési rendszerekben.
A hőhordozó negatív hatásaival (korrózióval) szembeni ellenállás.
Az öntöttvas hőtehetetlensége.

Ez a típusú fűtőberendezés több mint 50 éve működik, ezért nincs különbség a hőhordozó elkészítésének minőségében. Nem helyezheti el őket olyan házakba, ahol magas a fűtési hálózat üzemi nyomása, az öntöttvas nem tartós anyag.

Összehasonlítás más jellemzőkkel

Az akkumulátor működésének egyik jellemzőjét - a tehetetlenséget - már fentebb említettük. De ahhoz, hogy a fűtőtestek összehasonlítása helyes legyen, nemcsak a hőátadás, hanem más fontos paraméterek tekintetében is meg kell tenni:

  • üzemi és maximális nyomás;
  • a benne lévő víz mennyisége;
  • tömeg.

Az üzemi nyomáskorlátozás határozza meg, hogy a fűtőtest beépíthető-e olyan többszintes épületbe, ahol a vízoszlop magassága elérheti a több száz métert. Ez a korlátozás egyébként nem vonatkozik a magánházakra, ahol értelemszerűen nem nagy a nyomás a hálózatban. A radiátorok kapacitásának összehasonlítása képet ad a rendszerben lévő teljes vízmennyiségről, amelyet fel kell fűteni. Nos, a termék tömege fontos a rögzítés helyének és módjának meghatározásában.

Példaként az alábbiakban egy összehasonlító táblázat látható a különböző azonos méretű fűtőtestek jellemzőiről:

Fémek hővezető képessége

Jegyzet. A táblázatban egy 5 szekcióból álló fűtőtestet 1 egységnek vettünk, kivéve az acélt, amely egyetlen panel.

Az alumínium hővezető képessége és sűrűsége

A táblázat az alumínium Al termofizikai tulajdonságait mutatja a hőmérséklet függvényében. Az alumínium tulajdonságait széles hőmérsékleti tartományban adják meg - mínusz 223 és 1527 °C között (50 és 1800 K között).

Amint a táblázatból látható, az alumínium hővezető képessége szobahőmérsékleten körülbelül 236 W/(m fok), ami lehetővé teszi ennek az anyagnak a felhasználását radiátorok és különféle hűtőbordák gyártásához.

Az alumínium mellett a réznek is magas a hővezető képessége. Melyik fémnek a legnagyobb a hővezető képessége? Ismeretes, hogy az alumínium hővezető képessége közepes és magas hőmérsékleten még mindig kisebb, mint a rézé, azonban 50K-ra hűtve az alumínium hővezető képessége jelentősen megnő, és eléri az 1350 W/(m deg) értéket. A rézben ilyen alacsony hőmérsékleten a hővezetőképesség értéke alacsonyabb lesz, mint az alumíniumé, és eléri az 1250 W / (m deg) értéket.

Az alumínium 933,61 K (körülbelül 660 ° C) hőmérsékleten kezd olvadni, miközben néhány tulajdonsága jelentős változáson megy keresztül. Az olyan tulajdonságok értékei, mint a hődiffúzivitás, az alumínium sűrűsége és hővezető képessége jelentősen csökkennek.

Az alumínium sűrűségét főként a hőmérséklete határozza meg, és a fém aggregációs állapotától függ. Például 27 ° C-os hőmérsékleten az alumínium sűrűsége 2697 kg / m 3, és amikor ezt a fémet olvadáspontra (660 ° C) hevítik, a sűrűsége 2368 kg / m 3 lesz. Az alumínium sűrűségének csökkenése a hőmérséklet emelkedésével a melegítés hatására bekövetkező tágulásának köszönhető.

innen

A táblázat bemutatja a fémek (nem vastartalmú) hővezető képességét, valamint a fémek és műszaki ötvözetek kémiai összetételét 0 és 600 °C közötti hőmérséklet-tartományban.

Színesfémek és ötvözetek: nikkel Ni, monel, nikróm; nikkelötvözetek (GOST 492-58 szerint): réz-nikkel NM81, NM70, konstans NMMts 58,5-1,54, kopel NMts 56,5, monel NMZhMts és K-monel, alumel, króm, manganin NMMts, invar-1; magnéziumötvözetek (a GOST 2856-68 szerint), elektron, platina-ródium; lágyforraszanyagok (GOST 1499-70 szerint): tiszta ón, ólom, POS-90, POS-40, POS-30, Rózsa ötvözet, Faötvözet. Olvass tovább →

Egyáltalán mit kell tenni egy radiátort? Azt hiszem, mindannyian ugyanazt a kérdést tették fel, amikor a piacra vagy egy alkatrészboltba érkeztünk, és minden ízlésnek megfelelő radiátorválasztékot vizsgáltunk meg, amely még a legelvetemültebb válogatósnak is megfelel. Kétsoros, háromsoros, nagyobbat, kisebbet szeretnél, nagy résszel kicsivel, alumínium, réz. Pontosan ebből a fémből van a radiátor, és erről lesz szó.

Vannak, akik úgy vélik, hogy a réz. Ezek eredeti óhitűek, ahogy a 17. században nevezték volna őket. Igen, ha nem a 20. századi új autókat vesszük, akkor mindenhol rézradiátorokat szereltek fel. Függetlenül a márkától és modelltől, legyen szó olcsó kisautóról vagy nehéz többtonnás teherautóról. De van egy másik sereg autótulajdonos, aki azt állítja, hogy az alumíniumból készült radiátorok jobbak, mint a rézek. Mert új, modern autókra, nagy teherbírású, jó minőségű hűtést igénylő motorokra szerelik fel.

És ami a legérdekesebb, minden rendben van. Mindkettőnek megvannak az előnyei és hátrányai természetesen. Most egy kis fizika lecke. A legkiválóbb mutató szerintem a számok, nevezetesen a hővezetési együttható. Egyszerűen fogalmazva, ez egy anyag azon képessége, hogy hőenergiát vigyen át egyik anyagból a másikba. Azok. van hűtőfolyadékunk, N-edik fémből készült radiátorunk és környezetünk. Elméletileg minél nagyobb az együttható, annál gyorsabban veszi fel a radiátor a hőenergiát a hűtőfolyadékból, és gyorsabban engedi ki a környezetbe.

Tehát a réz hővezető képessége 401 W / (m * K), az alumíniumé pedig 202 és 236 W / (m * K). De ez ideális körülmények között. Úgy tűnik, hogy a réz nyert ebben a vitában, de ez „+1” a rézradiátoroknál. Most mindentől eltekintve figyelembe kell venni maguknak a radiátoroknak a tényleges kialakítását.

Fémek hővezető képessége

A radiátor alján rézcsövek, valamint a levegőradiátor rézcsíkjai a kapott hő környezetbe átvitelére. A radiátor méhsejtjének nagy cellái lehetővé teszik a légáramlási sebesség veszteségének csökkentését és nagy mennyiségű levegő szivattyúzását időegységenként. A radiátor szalagrészének túl alacsony koncentrációja csökkenti a hőátadás hatékonyságát és növeli a radiátor helyi fűtésének koncentrációját és szilárdságát.

Fémek hővezető képessége

Kétféle radiátort találtam alumínium és acélcsövek alapján. Itt van a nem lényegtelen rész, mert. az acél hővezető képessége nagyon alacsony az alumíniumhoz képest, mindössze 47 W/(m*K). És tulajdonképpen csak a nagy teljesítménykülönbség miatt már nem érdemes acélcsöves alumínium radiátorokat beépíteni. Bár erősebbek, mint a fajtatiszta alumínium, és csökkentik a nagy nyomás miatti szivárgás kockázatát, például a tágulási tartály kupakjában elakadt szeleppel.Az alumíniumlemezek nagy koncentrációja a csövekben megnöveli a radiátor levegő által fújt területét, ezáltal növeli annak hatékonyságát, ugyanakkor nő a légáramlás ellenállása és csökken a kiszivattyúzott levegő térfogata.

A piacon kialakult árpolitika úgy alakult, hogy a rézradiátorok sokkal drágábbak, mint az alumíniumé. Az összképből arra a következtetésre juthatunk, hogy mindkét radiátor jó a maga módján. Egyébként melyiket válasszam? Ez a kérdés Önön múlik.

Hogyan kell helyesen kiszámítani a hőteljesítményt

A ház fűtési rendszerének megfelelő elrendezése nem nélkülözheti a helyiségek fűtéséhez szükséges fűtőberendezések teljesítményének hőszámítását. Egyszerűen bevált módszerek léteznek a fűtőelem hőteljesítményének kiszámítására. szükséges a szoba fűtéséhez. Figyelembe veszi a helyiségek elhelyezkedését is a házban a sarkalatos pontokon.

Fémek hővezető képessége

  • A ház déli oldala köbméterenként 35 watt fűtött. hőenergia.
  • A ház északi szobáit köbméterenként 40 wattal fűtik. hőenergia.

A ház helyiségeinek fűtéséhez szükséges teljes hőteljesítmény eléréséhez meg kell szorozni a helyiség tényleges térfogatát a bemutatott értékekkel, és hozzá kell adni a szobák számához.

Fontos! A bemutatott számítási mód nem lehet pontos, ezek felnagyított értékek, a szükséges számú fűtőberendezés általános bemutatására szolgálnak. A bimetál fűtőberendezések, valamint az alumínium akkumulátorok számítása a termék útlevéladataiban megadott paraméterek alapján történik

Az előírások szerint egy ilyen akkumulátor szakasza 70 egységnyi teljesítmény (DT)

A bimetál fűtőberendezések, valamint az alumínium akkumulátorok számítása a termék útlevéladataiban megadott paraméterek alapján történik. Az előírások szerint egy ilyen akkumulátor szakasza 70 egységnyi teljesítménnyel (DT) egyenlő.

Mi ez, hogyan lehet megérteni? Az akkumulátorrész útlevél-hőárama akkor érhető el, ha 105 fokos hőhordozót kell biztosítani. 70 fokos hőmérséklet elérése a ház visszatérő fűtési rendszerében. A helyiség kezdeti hőmérsékletét 18 Celsius-foknak tekintik.

Fémek hővezető képessége
a hűtőfolyadékot 105 fokra melegítjük

DT= (bemenő közeg hőmérséklete + visszatérő közeg hőmérséklete)/2, mínusz szobahőmérséklet. Ezután szorozza meg a termékútlevélben szereplő adatokat a korrekciós tényezővel, amelyet speciális referenciakönyvekben adnak meg a DT különböző értékeire. A gyakorlatban ez így néz ki:

  • A fűtési rendszer közvetlen betáplálásban működik 90 fokos feldolgozásnál 70 fok, szobahőmérséklet 20 fok.
  • A képlet a következő: (90+70)/2-20=60, DT=60

A referenciakönyv szerint erre az értékre keresünk együtthatót, ez 0,82. Esetünkben a 204 hőáramot megszorozzuk 0,82-es tényezővel, így a valós teljesítményáramot = 167 W kapjuk.

Hőteljesítmény-összehasonlítás

Ha alaposan tanulmányozta az előző részt, meg kell értenie, hogy a hőátadást nagymértékben befolyásolja a levegő és a hűtőfolyadék hőmérséklete, és ezek a jellemzők nem függnek sokat magától a radiátortól. De van egy harmadik tényező - a hőcserélő felület, és itt nagy szerepet játszik a termék kialakítása és formája. Ezért nehéz ideálisan összehasonlítani az acél paneles fűtőtestet az öntöttvassal, túlságosan eltérő felületük.

Fémek hővezető képessége

A negyedik hőátadást befolyásoló tényező az anyag, amelyből a fűtőtest készül. Hasonlítsa össze magát: a GLOBAL VOX alumínium radiátor 5 része 600 mm magassággal 635 W-ot ad DT = 50 °C-on. Öntöttvas retro akkumulátor DIANA (GURATEC) azonos magasságú és ugyanannyi szekcióval azonos körülmények között (Δt = 50 °C) csak 530 W leadására képes. Ezeket az adatokat a gyártók hivatalos weboldalain teszik közzé.

Jegyzet. Az alumínium és a bimetál termékek hőteljesítménybeli jellemzői szinte azonosak, nincs értelme összehasonlítani őket.

Megpróbálhatja összehasonlítani az alumíniumot egy acél paneles radiátorral, a legközelebbi szabványos méretet választva, amely méretben megfelelő. Az említett 5 db 600 mm magas GLOBAL alumínium profil teljes hossza kb. 400 mm, ami megfelel a KERMI 600x400 acél panelnek. Kiderült, hogy még egy háromsoros acélszerkezet (30-as típus) is csak 572 W-ot ad le Δt = 50 °C-on. De ne feledje, hogy a GLOBAL VOX radiátor mélysége mindössze 95 mm, a KERMI panelek pedig közel 160 mm-esek. Vagyis az alumínium nagy hőátadása érezteti magát, ami a méretekben is megmutatkozik.

Egy magánház egyedi fűtési rendszerében az azonos teljesítményű, de különböző fémekből készült akkumulátorok eltérően működnek. Ezért az összehasonlítás meglehetősen kiszámítható:

  1. A bimetál és alumínium termékek gyorsan felmelegednek és lehűlnek. Egy idő alatt több hőt adva hidegebb vizet juttatnak vissza a rendszerbe.
  2. Az acél paneles radiátorok középső helyet foglalnak el, mivel nem olyan intenzíven adják át a hőt. De olcsóbbak és könnyebben telepíthetők.
  3. A legközömbösebbek és legdrágábbak az öntöttvas fűtőtestek, hosszú fel- és lehűlés jellemzi őket, ami enyhe késleltetést okoz a hűtőfolyadék áramlásának termosztatikus fejekkel történő automatikus szabályozásában.

A fentiekből egy egyszerű következtetés vonható le.

Nem mindegy, hogy milyen anyagból készül a radiátor, a lényeg az, hogy a teljesítmény szempontjából megfelelően legyen megválasztva, és minden tekintetben megfeleljen a felhasználónak. Általánosságban elmondható, hogy összehasonlításképpen nem árt megismerkedni egy adott eszköz működésének minden árnyalatával, valamint azzal, hogy hova telepíthető.

Hőteljesítmény számítás

A helyiség fűtésének megszervezéséhez ismerni kell mindegyikhez a szükséges teljesítményt, majd ki kell számítani a radiátor hőátadását. A helyiség fűtéséhez szükséges hőfogyasztást meglehetősen egyszerű módon határozzák meg. A helytől függően 1 m3 helyiség fűtésére a hőértéket veszik, ez 35 W / m3 az épület déli oldalán és 40 W / m3 az északi oldalon. A helyiség tényleges térfogatát megszorozzuk ezzel az értékkel, és megkapjuk a szükséges teljesítményt.

Figyelem! A szükséges teljesítmény számításának fenti módszere kibővített, eredményeit csak iránymutatóként vesszük figyelembe. Az alumínium vagy bimetál akkumulátorok kiszámításához a gyártó dokumentációjában megadott jellemzőkből kell kiindulni

A szabványoknak megfelelően a radiátor 1 szakaszának teljesítménye DT = 70-nél van megadva. Ez azt jelenti, hogy 1 szakasz adja a megadott hőáramot 105 ºС betáplálási hűtőközeg-hőmérsékletnél, és a visszatérőnél - 70 ºС. Ebben az esetben a belső környezet számított hőmérséklete 18 ºС

Az alumínium vagy bimetál akkumulátorok kiszámításához a gyártó dokumentációjában megadott jellemzőkből kell kiindulni. A szabványoknak megfelelően a radiátor 1 szakaszának teljesítménye DT = 70-nél van megadva. Ez azt jelenti, hogy 1 szakasz adja a megadott hőáramot 105 ºС betáplálási hűtőközeg-hőmérsékletnél, és a visszatérőnél - 70 ºС. Ebben az esetben a belső környezet tervezési hőmérsékletét 18 ºС-nak kell feltételezni.

Táblázatunk alapján az 500 mm-es interaxális méretű bimetál radiátor egyik szakaszának hőátadása 204 W, de csak 105 ºС hőmérsékleten a tápvezetékben. A modern rendszerekben, különösen az egyedi rendszerekben, nincs ilyen magas hőmérséklet, és a kimeneti teljesítmény csökken. A valós hőáram meghatározásához először ki kell számítania a DT paramétert a meglévő feltételekhez a következő képlet segítségével:

DT = (tsub + trev) / 2 - szoba, ahol:

  • tpod - víz hőmérséklete a tápvezetékben;
  • tobr - ugyanaz, a visszatérő sorban;
  • troom a helyiség hőmérséklete.

Ezt követően a fűtőtest adattábláján szereplő hőátadást meg kell szorozni a korrekciós tényezővel, amelyet a táblázat szerinti DT értékétől függően vesznek fel:

Fémek hővezető képessége

Például 80 / 60 ºС hűtőfolyadék-ütemezés és 21 ºС szobahőmérséklet esetén a DT paraméter egyenlő lesz (80 + 60) / 2 - 21 = 49, a korrekciós tényező pedig 0,63. Ekkor ugyanazon bimetál radiátor 1 szakaszának hőárama 204 x 0,63 = 128,5 W lesz. Az eredmény alapján kiválasztásra kerül a szakaszok száma.

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

Rézötvözetek szennyeződései

innen

A rézben (és természetesen a vele kölcsönhatásban lévő) szennyeződéseket három csoportra osztják.

Rézzel képzõdõ szilárd oldatok

Ilyen szennyeződések közé tartozik az alumínium, az antimon, a nikkel, a vas, az ón, a cink stb. Ezek az adalékanyagok jelentősen csökkentik az elektromos és hővezető képességet. A vezetőképes elemek gyártására elsősorban az M0 és az M1 minőségeket használnak. Ha a rézötvözet összetétele antimont tartalmaz, akkor nyomással történő forró megmunkálása sokkal nehezebb.

Rézben nem oldódó szennyeződések

Ezek közé tartozik az ólom, bizmut stb. Nem befolyásolja az alapfém elektromos vezetőképességét, az ilyen szennyeződések megnehezítik a nyomással történő feldolgozását.

A rézzel törékeny kémiai vegyületeket képező szennyeződések

Ebbe a csoportba tartozik a kén és az oxigén, ami csökkenti az alapfém elektromos vezetőképességét és szilárdságát. A kén jelenléte a rézötvözetben nagyban megkönnyíti annak forgácsolással történő megmunkálhatóságát.

Elektromosság

Vízszerelés

Fűtés