Thermal conductivity ng mga metal

Pagpapaliwanag ng mga paghahambing na halaga ng mga kagamitan sa pag-init

Mula sa data na ipinakita sa itaas, makikita na ang bimetallic heating device ay may pinakamataas na rate ng paglipat ng init. Sa istruktura, ang naturang aparato ay ipinakita ng RIFAR sa isang ribed aluminum case. kung saan matatagpuan ang mga metal tubes, ang buong istraktura ay nakakabit sa isang welded frame. Ang ganitong uri ng mga baterya ay naka-install sa mga bahay na may malaking bilang ng mga palapag, pati na rin sa mga cottage at pribadong bahay. Ang kawalan ng ganitong uri ng heating device ay ang mataas na halaga nito.

Mahalaga! Kapag ang ganitong uri ng baterya ay naka-install sa mga bahay na may malaking bilang ng mga sahig, inirerekumenda na magkaroon ng iyong sariling istasyon ng boiler, na may isang yunit ng paggamot ng tubig. Ang kundisyong ito para sa paunang paghahanda ng coolant ay nauugnay sa mga katangian ng mga baterya ng aluminyo.

maaari silang mapailalim sa electrochemical corrosion kapag ito ay pumasok sa isang hindi magandang kalidad na anyo sa pamamagitan ng central heating network. Para sa kadahilanang ito, ang mga aluminum heaters ay inirerekomenda na mai-install sa magkahiwalay na mga sistema ng pag-init.

Ang mga baterya ng cast iron sa comparative system na ito ng mga parameter ay nawawalan ng malaki, mayroon silang mababang init transfer, isang malaking bigat ng heater. Ngunit, sa kabila ng mga tagapagpahiwatig na ito, ang mga radiator ng MS-140 ay hinihiling ng populasyon, na sanhi ng mga naturang kadahilanan:

Ang tagal ng walang problema na operasyon, na mahalaga sa mga sistema ng pag-init.
Paglaban sa mga negatibong epekto (kaagnasan) ng thermal carrier.
Thermal inertia ng cast iron.

Ang ganitong uri ng heating device ay tumatakbo nang higit sa 50 taon, para dito walang pagkakaiba sa kalidad ng paghahanda ng heat carrier. Hindi mo maaaring ilagay ang mga ito sa mga bahay kung saan maaaring may mataas na presyon ng pagtatrabaho ng network ng pag-init, ang cast iron ay hindi isang matibay na materyal.

Paghahambing sa iba pang mga katangian

Ang isang tampok ng pagpapatakbo ng baterya - inertia - ay nabanggit na sa itaas. Ngunit upang maging tama ang paghahambing ng mga radiator ng pag-init, dapat itong gawin hindi lamang sa mga tuntunin ng paglipat ng init, kundi pati na rin sa iba pang mahahalagang parameter:

• nagtatrabaho at pinakamataas na presyon;
• ang dami ng tubig na nakapaloob;
• misa.

Tinutukoy ng limitasyon ng operating pressure kung maaaring i-install ang heater sa mga multi-storey na gusali kung saan ang taas ng column ng tubig ay maaaring umabot ng daan-daang metro. Sa pamamagitan ng paraan, ang paghihigpit na ito ay hindi nalalapat sa mga pribadong bahay, kung saan ang presyon sa network ay hindi mataas sa kahulugan. Ang paghahambing ng kapasidad ng mga radiator ay maaaring magbigay ng ideya ng kabuuang dami ng tubig sa sistema na kailangang magpainit. Buweno, ang masa ng produkto ay mahalaga sa pagtukoy sa lugar at paraan ng pagkakabit nito.

Bilang halimbawa, ang isang talahanayan ng paghahambing ng mga katangian ng iba't ibang mga radiator ng pag-init ng parehong laki ay ipinapakita sa ibaba:

Tandaan. Sa talahanayan, ang isang pampainit ng 5 mga seksyon ay kinuha bilang 1 yunit, maliban sa isang bakal, na isang solong panel.

Thermal conductivity at density ng aluminyo

Ipinapakita ng talahanayan ang mga thermophysical na katangian ng aluminyo Al depende sa temperatura. Ang mga katangian ng aluminyo ay ibinibigay sa isang malawak na hanay ng temperatura - mula sa minus 223 hanggang 1527 ° C (mula 50 hanggang 1800 K).

Tulad ng makikita mula sa talahanayan, ang thermal conductivity ng aluminyo sa temperatura ng silid ay tungkol sa 236 W / (m deg), na ginagawang posible na gamitin ang materyal na ito para sa paggawa ng mga radiator at iba't ibang mga heat sink.

Bilang karagdagan sa aluminyo, ang tanso ay mayroon ding mataas na thermal conductivity. Aling metal ang may pinakamataas na thermal conductivity? Ito ay kilala na ang thermal conductivity ng aluminyo sa daluyan at mataas na temperatura ay mas mababa pa rin kaysa sa tanso, gayunpaman, kapag pinalamig sa 50K, ang thermal conductivity ng aluminyo ay tumataas nang malaki at umabot sa halagang 1350 W/(m deg). Sa tanso, sa gayong mababang temperatura, ang halaga ng thermal conductivity ay nagiging mas mababa kaysa sa aluminyo at umaabot sa 1250 W / (m deg).

Nagsisimulang matunaw ang aluminyo sa temperatura na 933.61 K (mga 660 ° C), habang ang ilan sa mga katangian nito ay sumasailalim sa mga makabuluhang pagbabago. Ang mga halaga ng mga katangian tulad ng thermal diffusivity, ang density ng aluminyo at ang thermal conductivity nito ay makabuluhang nabawasan.

Ang density ng aluminyo ay pangunahing tinutukoy ng temperatura nito at depende sa estado ng pagsasama-sama ng metal na ito. Halimbawa, sa temperatura na 27 ° C, ang density ng aluminyo ay 2697 kg / m 3, at kapag ang metal na ito ay pinainit sa isang punto ng pagkatunaw (660 ° C), ang density nito ay nagiging katumbas ng 2368 kg / m 3. Ang pagbaba sa density ng aluminyo na may pagtaas ng temperatura ay dahil sa pagpapalawak nito sa pag-init.

mula rito

Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng thermal conductivity ng mga metal (non-ferrous), pati na rin ang kemikal na komposisyon ng mga metal at teknikal na haluang metal sa hanay ng temperatura mula 0 hanggang 600°C.

Mga non-ferrous na metal at haluang metal: nickel Ni, monel, nichrome; nickel alloys (ayon sa GOST 492-58): cupronickel NM81, NM70, constantan NMMts 58.5-1.54, kopel NM 56.5, monel NMZhMts at K-monel, alumel, chromel, manganin NMMts 85-12, invar; magnesium alloys (ayon sa GOST 2856-68), electron, platinum-rhodium; malambot na panghinang (ayon sa GOST 1499-70): purong lata, tingga, POS-90, POS-40, POS-30, Rose alloy, Wood alloy. Magpatuloy sa pagbabasa →

Ano ang lahat ng pareho upang maglagay ng radiator? Sa palagay ko ang bawat isa sa amin ay nagtanong ng parehong tanong nang kami ay dumating sa merkado o sa isang tindahan ng ekstrang bahagi, sinusuri ang isang malaking seleksyon ng mga radiator para sa bawat panlasa, na nagbibigay-kasiyahan kahit na ang pinaka-perverted picky. Gusto mo ba ng dalawang hilera, tatlong hilera, mas malaki, mas maliit, na may malaking seksyon na may maliit, aluminyo, tanso. Iyan mismo ang metal na gawa sa radiator at tatalakayin.

Ang ilan ay naniniwala na ang tanso. Ang mga ito ay orihinal na Old Believers, gaya ng tawag sa kanila noong ika-17 siglo. Oo, kung hindi tayo kukuha ng mga bagong kotse ng ika-20 siglo, kung gayon ang mga radiator ng tanso ay naka-install sa lahat ng dako. Anuman ang gumawa at modelo, ito man ay isang badyet na minicar o isang mabigat na multi-toneladang trak. Ngunit may isa pang hukbo ng mga may-ari ng kotse na nagsasabing ang mga radiator na gawa sa aluminyo ay mas mahusay kaysa sa mga tanso. Dahil naka-install ang mga ito sa mga bagong modernong kotse, sa mga heavy-duty na makina na nangangailangan ng mataas na kalidad na paglamig.

At ang pinaka-kawili-wili, lahat sila ay tama. Parehong may kanilang mga kalamangan at kahinaan siyempre. Ngayon para sa isang maliit na aralin sa pisika. Ang pinaka mahusay na tagapagpahiwatig, sa aking opinyon, ay ang mga numero, lalo na ang koepisyent ng thermal conductivity. Sa madaling salita, ito ang kakayahan ng isang substance na maglipat ng thermal energy mula sa isang substance patungo sa isa pa. Yung. mayroon kaming coolant, radiator na gawa sa N-th metal at sa kapaligiran. Sa teorya, mas mataas ang koepisyent, mas mabilis na kukuha ang radiator ng thermal energy mula sa coolant at mas mabilis itong ilalabas sa kapaligiran.

Kaya, ang thermal conductivity ng tanso ay 401 W / (m * K), at aluminyo - mula 202 hanggang 236 W / (m * K). Ngunit ito ay nasa ilalim ng perpektong mga kondisyon. Mukhang nanalo ang tanso sa hindi pagkakaunawaan na ito, ngunit ito ay "+1" para sa mga radiator ng tanso. Ngayon, bukod sa lahat, kinakailangang isaalang-alang ang aktwal na disenyo ng mga radiator mismo.

Mga tubo ng tanso sa base ng radiator, pati na rin ang mga piraso ng tanso ng radiator ng hangin para sa paglilipat ng natanggap na init sa kapaligiran. Ang malalaking cell ng radiator honeycomb ay nagbibigay-daan upang bawasan ang pagkawala ng bilis ng daloy ng hangin at payagan ang pagbomba ng malaking dami ng hangin sa bawat yunit ng oras. Masyadong mababa ang konsentrasyon ng bahagi ng laso ng radiator ay binabawasan ang kahusayan ng paglipat ng init at pinatataas ang konsentrasyon at lakas ng lokal na pag-init ng radiator.

Nakakita ako ng dalawang uri ng radiators batay sa aluminum at steel tubes. Narito ang hindi hindi mahalagang bahagi, dahil. ang thermal conductivity ng bakal ay napakababa kumpara sa aluminyo, 47 W/(m*K lamang). At sa totoo lang, dahil lamang sa mataas na pagkakaiba sa pagganap, hindi na ito nagkakahalaga ng pag-install ng mga radiator ng aluminyo na may mga tubo ng bakal. Bagaman mas malakas ang mga ito kaysa sa purong aluminyo at binabawasan ang panganib ng pagtagas mula sa mataas na presyon, halimbawa, na may natigil na balbula sa takip ng tangke ng pagpapalawak.Ang isang mataas na konsentrasyon ng mga plato ng aluminyo sa mga tubo ay nagdaragdag sa lugar ng radiator na tinatangay ng hangin, sa gayon ay nagdaragdag ng kahusayan nito, ngunit sa parehong oras, ang paglaban ng daloy ng hangin ay tumataas at ang dami ng air pumped ay bumababa.

Ang patakaran sa pagpepresyo sa merkado ay binuo sa paraang ang mga radiator ng tanso ay mas mahal kaysa sa mga aluminyo. Mula sa pangkalahatang larawan, maaari nating tapusin na ang parehong mga radiator ay mabuti sa kanilang sariling paraan. Alin ang pipiliin pa rin? Ang tanong na ito ay nasa iyo.

Paano tama ang pagkalkula ng thermal power

Ang karampatang pag-aayos ng sistema ng pag-init sa bahay ay hindi maaaring gawin nang walang pagkalkula ng thermal ng kapangyarihan ng mga kagamitan sa pag-init na kinakailangan para sa pagpainit ng mga lugar. May mga simpleng napatunayang pamamaraan para sa pagkalkula ng init na output ng isang pampainit. kinakailangan upang mapainit ang silid. Isinasaalang-alang din nito ang lokasyon ng lugar sa bahay sa mga kardinal na punto.

• Ang timog na bahagi ng bahay ay pinainit bawat metro kubiko ng espasyo na 35 watts. lakas-thermal.
• Ang mga hilagang silid ng bahay bawat metro kubiko ay pinainit ng 40 watts. lakas-thermal.

Upang makuha ang kabuuang thermal power na kinakailangan para sa pagpainit ng mga lugar ng bahay, kinakailangan upang i-multiply ang aktwal na dami ng silid sa mga ipinakita na mga halaga at idagdag ang mga ito sa bilang ng mga silid.

Mahalaga! Ang ipinakita na uri ng pagkalkula ay hindi maaaring tumpak, ang mga ito ay pinalaki na mga halaga, ginagamit ang mga ito para sa isang pangkalahatang pagtatanghal ng kinakailangang bilang ng mga aparato sa pag-init. Ang pagkalkula ng mga bimetallic heating device, pati na rin ang mga baterya ng aluminyo, ay isinasagawa batay sa mga parameter na tinukoy sa data ng pasaporte ng produkto

Ayon sa mga regulasyon, ang seksyon ng naturang baterya ay katumbas ng 70 units of power (DT)

Ang pagkalkula ng mga bimetallic heating device, pati na rin ang mga baterya ng aluminyo, ay isinasagawa batay sa mga parameter na tinukoy sa data ng pasaporte ng produkto. Ayon sa mga regulasyon, ang seksyon ng naturang baterya ay katumbas ng 70 units of power (DT).

Ano ito, paano maintindihan? Ang daloy ng init ng pasaporte ng seksyon ng baterya ay maaaring makuha napapailalim sa kondisyon ng pagbibigay ng heat carrier na may temperatura na 105 degrees. Upang makakuha ng temperatura na 70 degrees sa return heating system ng bahay. Ang paunang temperatura sa silid ay kinukuha bilang 18 degrees Celsius.

ang coolant ay pinainit sa 105 degrees

DT= (temperatura ng supply ng media + temperatura ng media pabalik)/2, binawasan ang temperatura ng kwarto. Pagkatapos ay i-multiply ang data sa pasaporte ng produkto sa pamamagitan ng kadahilanan ng pagwawasto, na ibinibigay sa mga espesyal na reference na libro para sa iba't ibang mga halaga ng DT. Sa pagsasagawa, ganito ang hitsura:

• Ang sistema ng pag-init ay gumagana sa direktang supply ng 90 degrees sa pagproseso ng 70 degrees, temperatura ng kuwarto 20 degrees.
• Ang formula ay (90+70)/2-20=60, DT= 60

Ayon sa reference na libro, naghahanap kami ng isang koepisyent para sa halagang ito, ito ay katumbas ng 0.82. Sa aming kaso, pinarami namin ang daloy ng init 204 sa isang kadahilanan na 0.82, nakukuha namin ang totoong daloy ng kuryente = 167 W.

Paghahambing ng thermal power

Kung maingat mong pinag-aralan ang nakaraang seksyon, dapat mong maunawaan na ang paglipat ng init ay lubhang naaapektuhan ng mga temperatura ng hangin at coolant, at ang mga katangiang ito ay hindi masyadong nakadepende sa radiator mismo. Ngunit mayroong isang ikatlong kadahilanan - ang lugar ng ibabaw ng palitan ng init, at dito ang disenyo at hugis ng produkto ay gumaganap ng isang malaking papel. Samakatuwid, mahirap na perpektong ihambing ang isang pampainit ng panel ng bakal na may isang cast iron, ang kanilang mga ibabaw ay masyadong naiiba.

Ang ikaapat na kadahilanan na nakakaapekto sa paglipat ng init ay ang materyal na kung saan ginawa ang pampainit. Ihambing para sa iyong sarili: 5 mga seksyon ng aluminum radiator GLOBAL VOX na may taas na 600 mm ay magbibigay ng 635 W sa DT = 50 °C. Ang cast iron retro na baterya na DIANA (GURATEC) na may parehong taas at parehong bilang ng mga seksyon ay makakapaghatid lamang ng 530 W sa ilalim ng parehong mga kundisyon (Δt = 50 °C). Ang mga data na ito ay nai-publish sa mga opisyal na website ng mga tagagawa.

Tandaan. Ang mga katangian ng mga produktong aluminyo at bimetallic sa mga tuntunin ng thermal power ay halos magkapareho, walang punto sa paghahambing sa kanila.

Maaari mong subukang ihambing ang aluminyo sa isang radiator ng steel panel, na kumukuha ng pinakamalapit na karaniwang sukat na angkop sa laki. Ang nabanggit na 5 GLOBAL na mga seksyon ng aluminyo na may taas na 600 mm ay may kabuuang haba na halos 400 mm, na tumutugma sa KERMI 600x400 steel panel. Lumalabas na kahit isang three-row steel device (type 30) ay magbibigay lamang ng 572 W sa Δt = 50 °C. Ngunit tandaan na ang lalim ng radiator ng GLOBAL VOX ay 95 mm lamang, at ang mga panel ng KERMI ay halos 160 mm. Iyon ay, ang mataas na paglipat ng init ng aluminyo ay nagpapadama sa sarili, na makikita sa mga sukat.

Sa mga kondisyon ng isang indibidwal na sistema ng pag-init ng isang pribadong bahay, ang mga baterya ng parehong kapangyarihan, ngunit mula sa iba't ibang mga metal, ay gagana nang iba. Samakatuwid, ang paghahambing ay medyo predictable:

1. Mabilis na uminit at lumalamig ang mga produktong bimetallic at aluminyo. Nagbibigay ng mas maraming init sa loob ng isang yugto ng panahon, ibinabalik nila ang mas malamig na tubig sa system.
2. Ang mga radiator ng steel panel ay sumasakop sa isang gitnang posisyon, dahil inililipat nila ang init nang hindi gaanong intensively. Ngunit ang mga ito ay mas mura at mas madaling i-install.
3. Ang pinaka-hindi gumagalaw at mahal ay mga cast iron heaters, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mahabang warm-up at cool-down, na nagiging sanhi ng bahagyang pagkaantala sa awtomatikong regulasyon ng daloy ng coolant ng mga thermostatic head.

Mula sa nabanggit, isang simpleng konklusyon ang nagmumungkahi ng sarili nito.

Hindi mahalaga kung anong materyal ang ginawa ng radiator, ang pangunahing bagay ay tama itong napili sa mga tuntunin ng kapangyarihan at nababagay sa gumagamit sa lahat ng aspeto. Sa pangkalahatan, para sa paghahambing, hindi masakit na pamilyar sa lahat ng mga nuances ng pagpapatakbo ng isang partikular na aparato, pati na rin kung saan maaaring mai-install ang isa.

Pagkalkula ng thermal power

Upang ayusin ang pagpainit ng espasyo, kinakailangang malaman ang kinakailangang kapangyarihan para sa bawat isa sa kanila, at pagkatapos ay kalkulahin ang paglipat ng init ng radiator. Ang pagkonsumo ng init para sa pagpainit ng isang silid ay tinutukoy sa isang medyo simpleng paraan. Depende sa lokasyon, ang halaga ng init para sa pagpainit ng 1 m3 ng isang silid ay kinuha, ito ay 35 W / m3 para sa timog na bahagi ng gusali at 40 W / m3 para sa hilaga. Ang aktwal na dami ng silid ay pinarami ng halagang ito at nakukuha namin ang kinakailangang kapangyarihan.

Pansin! Ang pamamaraan sa itaas ng pagkalkula ng kinakailangang kapangyarihan ay isang pinalaki, ang mga resulta nito ay isinasaalang-alang lamang bilang isang patnubay. Upang makalkula ang mga aluminum o bimetallic na baterya, dapat magsimula sa mga katangiang tinukoy sa dokumentasyon ng tagagawa

Alinsunod sa mga pamantayan, ang kapangyarihan ng 1 seksyon ng radiator ay ibinibigay doon sa DT = 70. Nangangahulugan ito na ang 1 seksyon ay magbibigay ng tinukoy na daloy ng init sa temperatura ng coolant sa supply ng 105 ºС, at sa pagbabalik - 70 ºС. Sa kasong ito, ang kinakalkula na temperatura ng panloob na kapaligiran ay ipinapalagay na 18 ºС

Upang makalkula ang mga aluminum o bimetallic na baterya, dapat magsimula ang isa sa mga katangiang tinukoy sa dokumentasyon ng tagagawa. Alinsunod sa mga pamantayan, ang kapangyarihan ng 1 seksyon ng radiator ay ibinibigay doon sa DT = 70. Nangangahulugan ito na ang 1 seksyon ay magbibigay ng tinukoy na daloy ng init sa temperatura ng coolant sa supply ng 105 ºС, at sa pagbabalik - 70 ºС. Sa kasong ito, ang temperatura ng disenyo ng panloob na kapaligiran ay ipinapalagay na 18 ºС.

Batay sa aming talahanayan, ang paglipat ng init ng isang seksyon ng isang bimetallic radiator na may laki ng interaxal na 500 mm ay 204 W, ngunit sa isang temperatura lamang sa supply pipe na 105 ºС. Sa mga modernong sistema, lalo na ang mga indibidwal, walang ganoong mataas na temperatura, ayon sa pagkakabanggit, at bababa ang lakas ng output. Upang malaman ang totoong daloy ng init, kailangan mo munang kalkulahin ang parameter na DT para sa mga umiiral na kondisyon gamit ang formula:

DT = (tsub + trev) / 2 - troom, kung saan:

• tpod - temperatura ng tubig sa pipeline ng supply;
• tobr - pareho, sa linya ng pagbabalik;
• Ang troom ay ang temperatura sa loob ng silid.

Pagkatapos nito, ang nameplate heat transfer ng heating radiator ay pinarami ng correction factor, na kinuha depende sa halaga ng DT ayon sa talahanayan:

Halimbawa, na may iskedyul ng coolant na 80 / 60 ºС at temperatura ng silid na 21 ºС, ang parameter ng DT ay magiging katumbas ng (80 + 60) / 2 - 21 = 49, at ang factor ng pagwawasto ay magiging 0.63. Pagkatapos ang daloy ng init ng 1 seksyon ng parehong bimetallic radiator ay magiging 204 x 0.63 = 128.5 W. Batay sa resultang ito, ang bilang ng mga seksyon ay pinili.

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

Mga impurities sa tansong haluang metal

mula rito

Ang mga impurities na nakapaloob sa tanso (at, siyempre, nakikipag-ugnayan dito) ay nahahati sa tatlong grupo.

Mga solidong solusyon na nabubuo sa tanso

Kabilang sa mga naturang impurities ang aluminum, antimony, nickel, iron, tin, zinc, atbp. Ang mga additives na ito ay makabuluhang binabawasan ang electrical at thermal conductivity. Ang mga marka na pangunahing ginagamit para sa paggawa ng mga conductive na elemento ay kinabibilangan ng M0 at M1. Kung ang antimony ay nakapaloob sa komposisyon ng tansong haluang metal, kung gayon ang mainit na pagtatrabaho nito sa pamamagitan ng presyon ay mas mahirap.

Mga dumi na hindi natutunaw sa tanso

Kabilang dito ang lead, bismuth, atbp. Hindi nakakaapekto sa electrical conductivity ng base metal, ang mga naturang impurities ay nagpapahirap sa pagproseso nito nang may pressure.

Mga dumi na bumubuo ng malutong na mga compound ng kemikal na may tanso

Kasama sa grupong ito ang sulfur at oxygen, na binabawasan ang electrical conductivity at lakas ng base metal. Ang pagkakaroon ng sulfur sa tansong haluang metal ay lubos na nagpapadali sa pagiging machinability nito sa pamamagitan ng pagputol.