Теплопроводность алюминия и чугуна: Как выбрать посуду? Статья для инженеров

Как выбрать посуду? Статья для инженеров

Выбор кастрюль и сковородок может быть довольно сложной задачей. Форма посуды и рукоятки, используемые материалы, дизайн и назначение – все это факторы, влияющие на выбор. Понимание разницы в материалах, используемых для изготовления посуды, – первый шаг к ясности в вопросе, как работает посуда и что важно при ее выборе.

Базовые принципы

Назначение посуды – это передача энергии от ее источника к продукту. Существует два основных источника: газ и электричество. В обоих случаях тепло передается не равномерно: газ распределен на отдельные маленькие язычки пламени, а электричество, как правило, поступает по спирали, оставляя места, куда тепло не поступает. Так как тепло поступает неравномерно, задача повара – компенсировать это путем кулинарных приемов или с помощью посуды.

Высококачественная посуда должна быть не только износостойкой, но и эффективной в процессе передачи энергии от источника к продукту.

Существует несколько факторов, влияющих на эту способность. Два основных – это теплопроводность и теплоемкость. Все дискуссии о материалах для посуды фокусируются на этих факторах.

Теплопроводность

Теплопроводность – это способность материала абсорбировать и передавать энергию. Когда нагревательный элемент контактирует с кастрюлей, тепло передается кастрюле. Это увеличивает внутреннюю кинетическую энергию кастрюли (происходит нагревание). Нагретый предмет передает энергию соседним материалам, которые имеют более низкую температуру. Чем выше теплопроводность, тем быстрее нагревается данный предмет и тем быстрее нагретые части данного предмета передают тепло еще не затронутым частям.

Например, если мы разместим на нагревательном элементе большой лист нержавеющей стали (обладающей довольно низкой теплопроводностью, если говорить о материалах для посуды), то картина будет такой: та часть, которая расположена рядом с нагревательным элементом, нагреется, тогда как остальные области будут прогреваться довольно медленно. Когда тепло дойдет до отдаленных зон листа, его центральная часть, расположенная на источнике тепла, будет просто раскалена.

Одно из решений проблемы – сделать лист толще. Нижняя часть листа будет прогреваться неодинаково с верхней частью, так как она расположена на меньшем расстоянии от нагревательного элемента. Таким образом, энергия должна передаваться от нижних слоев к верхним, чтобы верхняя часть прогревалась более равномерно. На картинке мы видим срез стального листа и зоны нагрева. Центральная точка нагрева (белая) со временем остыла, так тепло было передано более высоким слоям стали. В итоге мы видим уже более равномерное нагревание, однако и оно не идеально.

Чем толще сталь, тем равномернее нагрев поверхности. К сожалению, низкая теплопроводность приводит к тому, что общий процесс нагревания замедляется, а также замедляется ответная реакция материала (кастрюли) на повышение или понижение температуры.

Для большинства кулинарных процессов желательно, чтобы посуда быстро нагревалась, имела равномерную температуру и реагировала на ее изменения. Материалы с высокой теплопроводностью отвечают этим запросам, так как быстро передают тепло, стремительно распространяют его по всей поверхности материала и быстро реагируют на изменения температуры.

Приводим таблицу материалов и уровень их теплопроводности:

Материал	Теплопроводность
Медь	401 W/m*K
Алюминий	237 W/m*K
Чугун	80 W/m*K
Углеродистая сталь	51 W/m*K
Нержавеющая сталь	16 W/m*K

Теплоемкость

Количество кинетической энергии, сохраняемой в материале, называется теплоемкостью.

Это не то же самое, что температура, которая является средней молекулярной кинетической энергией внутри материала. Так, например, 1 кг воды при температуре 100 градусов содержит больше энергии, чем 1 кг стали при той же температуре.

В то время как теплопроводность отвечает за способность материала вбирать в себя энергию, теплоемкость – это объем энергии, способной нагреть или охладить материал. Теплоемкость пропорциональна массе материала, так, 2 кг металла имеют теплоемкость, вдвое превышающую такую же, как у 1 кг металла.

Это означает, что та посуда, которая имеет высокую теплоемкость, медленно нагревается, но долго будет держать тепло. Когда энергия выпускается, материал остывает, но значительно медленнее по сравнению с материалами с низкой теплоемкостью. Чугун – тот образчик, который часто упоминают как материал с высокой теплоемкостью. Теплоемкость1 кг чугуна меньше в несколько раз, чем у алюминия, но из-за его большого веса общая теплоемкость выше.

Толщина материала в посуде часто обозначается производителем (например, 3 мм-ый алюминий), но так как теплоемкость напрямую зависит от веса изделия, необходимо знать еще и плотность материала.

Материал	Теплоемкость на 1 кг	плотность
Алюминий	910 J/kg*K	2600 kg/m³
Нержав.сталь	500 J/kg*K	7500 — 8000 kg/m³
Углерод. Сталь	500 J/kg*K	7500 — 8000 kg/m³
Чугун	460 J/kg*K	7900 kg/m³
Медь	390 J/kg*K	8900 kg/m³

Умножая теплоемкость на плотность материала, вы обнаружите, что теплоемкость единицы из нержавеющей стали, чугуна или меди в полтора раза выше, чем у алюминия.

Таким образом, потребуется алюминиевая кастрюля в полтора раза толще, чтобы получить такую же теплоемкость.

Термальная диффузия

Возможно, вы обратили внимание, что я слегка ввел ввас в заблуждение, объясняя про теплопроводность. Дело в том, что теплопроводность самостоятельно не определяет, насколько быстро нагреется кастрюля и как быстро тепло распространится на все ее части. По большому счету, теплоемкость также имеет значение в данном вопросе. Было бы здорово иметь только одну единицу измерения этого параметра, не правда ли? И такая единица есть – это термальная диффузия. Итак, посмотрим таблицу.

Материал	Термальная диффузия
Медь	120 * 10^-6 m²/s
Алюминий	100 * 10^-6 m²/s
Чугун	22 * 10^-6 m²/s
Углерод. сталь	14 * 10^-6 m²/s
Нерж. сталь	4.3 * 10^-6 m²/s

По данной таблице лучшими в параметре являются медь и алюминий. А теперь мы подходим к финальному понятию – реактивности.

Реактивность

Мало того, что мы должны интересоваться тепловыми свойствами материалов, но еще нужно удостовериться, что материалы, которые мы используем в нашей кухонной посуде, не вредят нам и не оказывают негативное влияние на вкус нашей еды.

Получается, нам нужен еще и нереактивный материал.

К сожалению, медь и алюминий быстро вступают в химический контакт с пищей. Попадание частиц меди в организм может привести к заболеваниям печени, желудка, почек. Каждая поваренная книга упоминает, что желток, взбитый время от времени в медной посуде не может Вам навредить, но с другой стороны, готовите Вы каждый день.

.. А алюминий и вовсе может вызвать болезнь Альцгеймера.

Поэтому в дополнение к высокой тепловой диффузивности, мы также хотели бы нереактивный материал.

С другой стороны, у нержавеющей стали, наименее реактивного из всех популярных материалов, используемых в кухонной посуде, также худшая тепловая диффузивность.

Получается, что сегодня физика не является нам другом. Но магией продающих посуду компаний находятся решения по производству посуды с высокой термальной диффузией и при этом не реактивной. Существует несколько вариантов решения данной задачи: комбинирование меди с нереактивной поверхностью (луженая медь), стальная посуда с медным и алюминиевым диском, сплавы алюминия и стали. Таблица ниже показывает эффективность этих решений от самых успешных до наименее продуктивных.

Rank	Состав	Комментарии
1	Луженая медь	Наилучшая теплоотдача. Лужение может быть подвержено плавке, но медный корпус требует особого ухода.
2	Медь со стальным покрытием	Медный корпус требует особого ухода, зато теплопроводность компенсирует все недостатки.
3	Алюминий со стальным покрытием	Толстый внешний слой алюминия отлично передает энергию тонкому внутреннему слою стали.
4	Стальная посуда с медной сердцевиной	Слой меди более тонкий, чем вариант со стальным покрытием, внешняя и внутренняя части легки в уходе и износостойки.
	Стальная посуда с алюминиевой сердцевиной	Слой алюминия тоньше, чем в варианте со стальным покрытием. Внешняя и внутренняя части легки в уходе и износостойки.
	Алюминий с внутренней стороной из стали и наружной из меди	Те же преимущества, как у алюминия со стальным покрытием, но с более проблемным уходом за медью.
5	Сталь с медным диском	Неровная поверхность дна препятствует равномерной теплопередаче.
5	Сталь с алюминиевым диском	Неровная поверхность дна препятствует равномерной теплопередаче

Ранее я упоминал, что чугун обладает большой теплоемкостью по сравнению с другими материалами. Благодаря этому качеству он незаменим для приготовления блюд, где требуется большой жар и продолжительное время готовки. Поскольку чугун может вступить в химическую реакцию с кислыми продуктами, его прокаливают, то есть нагревают с жиром, который заполняет поры металла до тех пор, пока не образуется защитный барьер, и посуда не становится отчасти непригараемой.

© «ШЕФ», при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

ЧТО ЛУЧШЕ: АЛЮМИНИЙ ИЛИ ЧУГУН?

Немного о физических свойствах металлов:

1. Теплопроводность — это способность вещества передавать тепло (энергию движущихся молекул) от одной части тела к другой. Чем выше значение теплопроводности, тем быстрее происходит нагрев металла.
Коэффициент теплопроводности алюминия = 200-220 Вт/м/К
Коэффициент теплопроводности чугуна = 50-70 Вт/м/К

2. Теплоемкость вещества — это количество теплоты поглощаемое веществом при нагревании на 1 градус. Чем больше значение теплоемкости, тем больше тепла запасает в себе 1 кг вещества.
Теплоемкость алюминия = 920 Дж/кг/К
Теплоемкость чугуна = 540 Дж/кг/К

3. Плотность вещества — это масса вещества приходящаяся на единицу объема. Чем больше значение плотности, тем тяжелее тело при равных размерах.
Плотность алюминия = 2700 кг/куб.м
Плотность чугуна = 7000 кг/куб.м

Судя по табличным данным чугун обладает значительно меньшей теплопроводностью, следовательно чугунная посуда нагревается медленнее алюминиевой. Сравнив остальные свойства металлов получим, что плотность чугуна больше в 2,5 раза, а теплоемкость меньше лишь в 1,7 раза. Таким образом, если взять два совершенно одинаковых (по форме и объему) казана из алюминия и чугуна и нагреть их до одинаковых температур, то чугунный казан будет остывать намного дольше (так как масса чугуна намного больше, теплопроводность намного меньше, а количество запасённого тепла чуть меньше, чем у алюминия).

Преимущества алюминия:

посуда имеет малый вес.
очень доступный и распространенный металл, поэтому цена на алюминиевую посуду ниже;
долговечна.

Преимущества чугуна:

чугунная посуда не тускнеет, не деформируется и не боится царапин;
при правильном обращении чугунная посуда практически вечна.

Недостатки алюминия:

из-за высокой теплопроводимости в ней легко пригорают продукты, а следы нагара трудно удаляются с ее поверхности;
тонкостенная алюминиевая посуда легко деформируется и теряет свой первоначальный привлекательный внешний вид;
посуда покрывается плёнкой оксида алюминия и начинает темнеть, но это не влияет на вкус пищи в процессе приготовления;
нельзя хранить пищу в алюминиевой посуде долгое время (> 3 часов), так как посуда окисляется и меняет вкус еды.

Недостатки чугуна:

склонность к ржавчине, поэтому после мойки ее следует тщательно вытирать или просушивать на плите, а затем смазывать маслом;
большой вес;
как и в алюминевой посуде нельзя хранить пищу долгое время (> 3 часов).

Достаточно физики! Пора готовить!

Чугунную посуду рекомендуют для приготовления птицы, тушеных овощей и мяса, а также для приготовления плова.
В алюминиевых кастрюлях хорошо варить макароны, каши и овощи, а вот тушить мясо, готовить борщ и кислые щи в них не следует.
Не следует использовать алюминиевую и чугунную посуду для хранения готовой пищи, для соления и квашения, поскольку в ней пища окисляется и теряет свои вкусовые качества.

Таким образом, чтобы ответить на вопрос: «Что лучше: чугунная или алюминиевая посуда?», нужно решить детскую задачку, про «Кто победит – кит или слон?». Алюминиевая и чугунная посуда отличаются по большому перечню характеристик и просто не смогут друг друга заменить. Сложно приготовить в алюминиевой посуде вкусный плов, а в чугунной посуде — макароны по-флотски.

Теплопроводность стали и других сплавов: меди, латуни и алюминия, теплопередача

Теплопроводность: Алюминий 180-200 Вт/м*К
Медь обычная 300-320 Вт/м*К
Плотность: Рал=2700 кг/м3
Рмед=8940 кг/м3, где Р-плотность
Удельная теплоёмкость: Алюминий — 880 Дж / кг*К
Медь — 385 Дж / кг*К
видим, что: · плотность меди выше, чем у алюминия примерно в 3,31 раза · теплопроводность меди выше, чем у алюминия примерно в 1,66-1,75 раза
· теплоёмкость медного радиатора меньше, чем у алюминиевого примерно в 2,28 раза, при равной массе.

Таким образом, если радиаторы одинаковые по размерам и форме, то выполненный из меди будет в 3,31 раза тяжелее, его теплоемкость будет примерно в 1.44 раз больше чем у алюминиевого. Следовательно, при одинаковой нагрузке медный радиатор нагреется в 1.44 раза меньше. При большей разнице температур между процессорным ядром и радиатором теплообмен проходит эффективнее, следовательно, медный радиатор лучше. Но на практике, я заменил медный радиатор на алюминиевый и выиграл. Почему? В данном случае я заменил небольшой, но тяжелый радиатор от Thermaltake Volcano 10, с частыми тонкими ребрами, на вдвое больший радиатор от Titan D5TB/Cu35 с достаточно редкими и толстыми ребрами. Масса радиаторов примерно равна, поэтому теплоемкость алюминиевого радиатора будет больше. Следовательно, нагреваться он будет дольше. Кроме того, сопротивление воздушному потоку меньше из-за большей ширины каналов. Следовательно, через алюминиевый радиатор проходит большее количество воздуха, и он (воздух) забирает больше тепла. Тепловой баланс устанавливается на низшей отметке температуры, так как, во-первых, за единицу времени больше тепла отдается в атмосферу вследствие большего количества проходящего воздуха, а площадь теплообмена у обоих радиаторов примерно равна. А во-вторых, сам радиатор нагревается медленнее вследствие большей теплоемкости, поэтому для достижения равной с медным радиатором температуры алюминиевому требуется больше времени, что усугубляет первое положение. Кроме того, возможно в радиаторе от Thermaltake Volcano 10 образовывались не продуваемые зоны, в которых застаивался теплый воздух. Основное преимущество меди, большая теплопроводность, в данном случае существенного влияния не оказывает, ввиду слабого воздушного потока вследствие чего и алюминиевый и медный радиаторы успевают равномерно распределить тепло по поверхности своих ребер и, следовательно, единица площади ребер обоих радиаторов отдает воздуху примерно равное количество тепла.

Все, что здесь написано, отражает мою личную точку зрения и не более. Я не старался придерживаться классической терминологии и возможно применил неверные определения, за что прошу строго меня не судить.

Конструктивная критика принимается здесь.

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность.

К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1.

Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не влияющие на электропроводность основного металла, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения

К этой группе относятся сера и кислород, который снижает электропроводность и прочность основного металла. Наличие серы в медном сплаве значительно облегчает его обрабатываемость при помощи резания.

Пружинные сплавы на медной основе

ООО ВПО ПромМеталл http://bronza555.ru/

[email protected] +7-903-798-09-70 (звоните!)

Складскую справку можно скачать здесь

ВВЕДЕНИЕ

Пружинные сплавы относятся к особой группе в основном металлических материалов, обладающих кроме обязательных для них высоких механических свойств, получаемых либо холодной пластической деформацией, либо методами дисперсионного упрочнения [1], еще и величиной сопротивления малым пластическим деформациям, или пределом упругости. Читать далее →

Таблица теплопроводности металлов и сплавов

Температуропроводность металлов

В таблице представлены значения коэффициента температуропроводности чистых металлов в зависимости от температуры. Температуропроводность металлов указана в интервале температуры от -250 до 1600°С в размерности м 2 /с.

Рассмотрены следующие металлы: алюминий, кадмий, натрий, серебро, калий, никель, свинец, кобальт, бериллий, литий, сурьма, висмут, магний, цинк, вольфрам, олово, сурьма, железо, платина, золото, медь, родий, молибден, тантал, иридий.

Читать также: Обезжириватель для кузова автомобиля

По значениям температуропроводности в таблице можно выделить металлы с наибольшим и наименьшим значением этого свойства.

Наименьшей температуропроводностью обладает такой металл, как висмут, его коэффициент температуропроводности при температуре 50°С равен 6,8 м 2 /с. Температуропроводность чистого серебра равна 158,3 м 2 /с при 100°С.

Этот металл имеет наиболее высокое значение этой характеристики.

Следует отметить, что по мере роста температуры металла, величина его температуропроводности уменьшается, за исключением платины и кобальта.

Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

отсюда

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь.

У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения. Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла.

Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 .

Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др. ) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Читать также: Устройство для пристрелки оружия

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90.

Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы.

Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

Впо промметалл (бронза, латунь, медь) +7-903-798-09-70 александр иванович

складскую справку скачать можно здесь

отсюда

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать далее →

Существует и другой способ перемещения тепла (теплопередачи). Он возможен не только в подвижной среде (жидкости и газе), но и в твердых телах. Тепло может перемещаться по телу и через него к другому предмету без перемещения частей этого тела относительно друг друга, т.е. без перемещения вещества. Такой способ носит название теплопроводности.

Различные вещества по-разному проводят тепло. Лучшие проводники тепла — металлы (особенно серебро, медь). Хуже всего проводят тепло теплоизоляторы — воздух, войлок, древесина. Плохая теплопроводность воздуха используется в наших домах — слой воздуха между двойными стеклами окон является прекрасным теплоизолятором.

Таблица теплопроводности (сравнение чисел характеризует относительную скорость передачи тепла каждым материалом)

Вещество	Коэффициент теплопроводности
Серебро	428
Медь	397
Золото	318
Алюминий	220
Латунь	125
Железо	74
Сталь	45
Свинец	35
Кирпич	0,77
Вода	0,6
Сосна	0,1
Войлок	0,057
Воздух	0,025

Закупка кофемашин кофемашины saeco с доставкой кофе.

Источник: https://morflot.su/teploprovodnost-aljuminija-i-latuni/

Теплопроводность сплавов алюминия

Теплопроводность алюминия — это технический параметр, характеризующий свойства металла и сплавы на его основе. Значение этого показателя учитывается при формировании составов для изготовления литейных, деформируемых изделий, промышленного производства деталей и установок.

Характеристики теплопроводности учитываются при использовании его в производстве.

Характеристика теплопроводности материалов

Понятие теплопроводности материалов характеризуется способностью переносить тепловую энергию в пределах определенного объекта от нагретых частей к холодным. Процесс осуществляется атомами, молекулами, электронами и происходит в любых телах с неравномерным распределением температуры.

С позиций кинетической физики этот процесс происходит в результате взаимодействия частиц молекул более нагретых участков в пределах образца с другими элементами, отличающимися низшей температурой. Механизм и скорость переноса теплоты зависит от агрегатного состояния вещества.

Категория теплопроводности предусматривает определение скорости нагревания образца материала и перемещение температурной волны в определенном направлении. Показатель зависит от физических параметров:

плотности;
температуры фазового перехода в жидкое состояние
скорости распространения звука (для диэлектриков).

Коэффициент теплопроводности равен количеству теплоты, которая проходит через единицу площади однородного материала за единицу времени при разнице температуры.

Физические свойства алюминия

Химический элемент алюминий имеет кубическую кристаллическую структуру. Его удельный вес при 20 °C составляет 2,7 г/см³, температура плавления — +657…+660,2 °C, скрытая теплота плавления — 94,6 °C.

Алюминий высокой чистоты кипит при +1800…+2060 °C. При нагревании увеличивается показатель удельной теплоемкости металла, проводимость тепла и коэффициент линейного расширения.

Электропроводность алюминия возрастает с понижением температуры: при 189 °C составляет 156 ед., а при 400 °C — 12,5.

Среди химических элементов алюминий отличается высокой активностью. Он легко реагирует с кислородом, образуя плотную окисную пленку, предохраняющую металл от дальнейшего влияния среды.

Свойства сплавов определяются входящими в его состав элементами.

По мере повышения температуры в металле растворяется водород, повышающий пористость материала. Примеси щелочных химических элементов (калия, натрия, кальция), кремния, магния способствуют резкому увеличению пористости алюминия.

Добавки меди, ниобия, никеля, марганца, железа, хрома, ванадия, циркония создают однородную структуру при остывании расплавленного материала. Влияние лигатурных добавок других компонентов на физические свойства металла и его сплавы учитывается в технологии литья изделий.

Наличие дополнительных материалов изменяет показатель проводимости тепла состава и температуру плавления. Например, при обычных условиях формирования алюминиевых сплавов сера и ее соединения уходят в шлак, не оказывая вредного влияния на свойства состава.

Такое же воздействие имеют фосфор, углерод, азот. Они не изменяют механические свойства сплава. Для производства литейных изделий из-за пониженной прочности чистый алюминий применяется редко.

Коррозионная стойкость металла тем выше, чем ниже в нем содержание примесей железа и кремния. Но их наличие несколько повышает прочность материала, снижая при этом пластичность и электропроводность.

Технические характеристики некоторых сплавов на основе алюминия

По технологическим особенностям сплавы подразделяются на основные группы:

литейные — обладают повышенными литейными технологическими свойствами;
деформируемые — легко поддаются обработке под давлением.

Например, создание алюминиевой конструкции, используемой в строительстве, требует особого вида сплава с повышенной прочностью, выдерживающего давление и нагрузку.

В зависимости от назначения составов на основе алюминия при их формировании руководствуются нормами и правилами, учитывающими:

проводимость тепла материалом;
точку перехода из расплава в твердое состояние;
наличие лигатурных компонентов, влияющих на технические параметры состава и повышающих прочность.

Соотношение основного компонента к добавкам влияет на показатель проводимости тепла сплава, учитывающегося при изготовлении радиаторов и других видов изделий, предназначенных для монтажа тепловых коммуникаций.

Сводные данные о проводимости тепла алюминиевых сплавов собраны в специальных справочниках. В них приводятся значения распространенных сплавов металла с кремнием, магнием, медью, цинком, дюралюминия. Имеются характеристики литейных сплавов при различных температурах с указанием теплофизических свойств состава. Основными считаются показатели:

плотности;
коэффициента теплопроводности;
коэффициента линейного теплового расширения;
температуры изменения прочности;
коррозионной устойчивости на воздухе;
удельного электрического сопротивления.

Анализ данных свидетельствует о зависимости коэффициента теплопроводности от роста температуры и состава материала. Низкая теплопроводность свойственна в основном литейным составам на основе алюминия с маркировками АК4, АЛ1, АЛ8.

Наиболее высокой плотностью обладают составы основного компонента с кремнием, цинком. Из легких материалов наиболее плотным является состав, содержащий магний. Содержание меди в материале повышает его прочность и устойчивость к коррозии.

Самые плотные сплавы с цинком и магнием

Чем выше содержание в составе на основе алюминия, тем больше его теплопроводность, которая увеличивается при нагревании материала. Наличие лития в составе сплава приводит к уменьшению значения коэффициента теплопроводности.

Удельная теплоемкость сплава с содержанием магния и кремния увеличивается при нагревании. Среди алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mn наиболее теплопроводным является деформируемый состав Д20.

Он содержит в незначительных количествах (0,05–7%) примеси железа, кремния, марганца, титана, циркония, магния, цинка и 91–93,5% алюминия и предназначен для изготовления сварных изделий, работающих при комнатных или кратковременно повышенных температурах.

Источник: https://ometallah. com/poleznoe/teploprovodnost-splavov-alyuminiya.html

Теплопроводность стали и других сплавов меди, латуни и алюминия, теплопередача

Теплопроводность алюминия выше теплопроводности железа более чем в 3 раза, что приводит к сильному теплоотводу и широкой зоне разогрева металла, прилегающего к шву.

Теплопроводность алюминия в пять раз больше теплопроводности чугуна, и поэтому алюминиевые сплавы часто заменяют чугун при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, поршень из алюминиевого сплава, будучи легче чугунного примерно в три раза, облегчает вес конструкции. Металлы с большой теплопроводностью в то же время являются лучшими проводниками электричества.

Схема аргонового хроматографа фирмы Пай.

Большая теплоемкость и теплопроводность алюминия обеспечивают равномерную температуру по всей длине трубки.

В виду того что теплопроводность алюминия почти в пять раз выше теплопроводности стали, время нагрева, а следовательно и время вулканизации резиновых смесей в прессформах из этого материала сокращается. Однако следует отметить, что пресс-формы из алюминия быстро изнашиваются, что является их существенным недостатком.

Влияние легирующих добавок на коэффициент линейного теплового расширения алюминия в присутствии второго.

Примеси оказывают существенное влияние на теплопроводность алюминия в области низких температур.

Теплопроводность оксидной пленки намного хуже теплопроводности алюминия, но вследствие незначительной толщины пленки это не оказывает заметного влияния на общую теплопроводность изделия.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек СС.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек С.

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.

Коэффициент теплопроводности меди, серебра и стали изменяется с температурой незначительно, теплопроводность алюминия возрастает в интервале 0 — 400 С приблизительно в 1 6 раза.

При высоких температурах серебро испаряется интенсивнее меди, а медь окисляется и взаимодействует с парами теллуридов. Поэтому для медных шин целесообразно использовать защиту слоем железа.

Контакт шин с термоэлементами осуществляется через промежуточные слои, исключающие диффузию материала шины в термоэлектрический материал.

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.

Из сопоставления приведенных данных для алюминия с теплофизи-ческими характеристиками щелочных металлов следует, что температура кипения и теплопроводность алюминия значительно больше, а сечение захвата тепловых нейтронов значительно меньше соответствующих величин — для щелочных металлов.

Имея в виду, что остальные теплофи-зические характеристики сравниваемых металлов приближенно одинаковы, и учитывая также малую упругость паров алюминия при высоких температурах, можно сделать заключение, что с точки зрения теплофи-зических характеристик алюминий, как теплоноситель, имеет определенные преимущества по сравнению со щелочными металлами при решении задач, связанных с высокой температурой теплоносителя.

Следует подчеркнуть, что так как собственно переходное электрическое сопротивление сварных точек ( RK) очень мало ( оно измеряется долями мком), а теплопроводность алюминия и меди велика, то никогда не происходит перегрева в месте сварки при прохождении тока даже и в тех случаях, когда суммарное сечение сварных точек значительно меньше рабочего сечения самой шины. Это тщательно проверено длительными лабораторными и эксплуатационными испытаниями.

Характеристика теплопроводности материалов

https://youtube.com/watch?v=z8JhdvjYrl8

плотности;
температуры фазового перехода в жидкое состояние
скорости распространения звука (для диэлектриков).

Теплопроводность — алюминий

Прочность алюминиевой оболочки в несколько раз выше свинцовой, алюминий в 4 2 раза легче свинца ( удельный вес 2 7 и 11 4 соответственно), теплопроводность алюминия примерно в шесть раз выше, чем у свинца, его сопротивление усталости при вибрации в 25 раз больше, чем у свинца. В четырехпроводных сетях переменного тока напряжением до 1000 в с глухозаземленной нейтралью допускается использование алюминиевой оболочки в качестве нулевого рабочего провода.

В этом уравнении di 15 5 — 10 — 3 ( м) — наружный диаметр графитового баллона; d0 1 1 45 — 10 — 3 ( м) — диаметр сечения испытуемого расплавленного металла; q ( z) ( ккал / м2 — час) — тепловой поток на наружной поверхности графитового баллона; К AI и гр ( ккал / м — час — град) — соответственно коэффициенты теплопроводности алюминия и графита.

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в в раз, свинца в 12 раз меньше, чем меди.

Корродирующее действие некоторых компонентов флюса на алюминий нейтрализуются промывкой шва и поверхности деталей 10 % — ным раствором азотной кислоты в теплой воде и в последующем горячей водой.

Теплопроводность алюминия почти в 5 раз, а теплоемкость в 2 раза больше, чем стали, поэтому при сварке алюминия необходимо поддерживать более высокую температуру пламени, чем температура плавления алюминия.

Диаграмма прочности алюминия при нагреве в процессе сварки.

Теплопроводность алюминия в 3 раза больше, чем у стали, коэффициент расширения в 2 раза превышает коэффициент расширения стали.

Кристаллическая решетка алюминия состоит, как и у многих других металлов, из гра-нецентрированных кубов ( см. стр. Теплопроводность алюминия вдвое больше теплопроводности железа и равна половине теплопроводности меди. Его электропроводность намного выше электропроводности железа и достигает 60 % электропроводности меди.

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в б раз, свинца в 12 раз меньше, ч м меди.

С понижением чистоты алюминия теплопроводность уменьшается, а с повышением температуры несколько увеличивается. При 100 теплопроводность алюминия составляет — 66 5 % теплопроводности серебра.

Если это количество теплоты известно, то для сечения z по замеренному значению градиента температур в нем можно рассчитать величину коэффициента теплопроводности образца. Окончательный расчет искомой величины коэффициента теплопроводности алюминия состоит в расчете поправки для коэффициента теплопроводности образца на теплоту, проходящую по стенкам графитового баллона.

Некоторые свойства титана, циркония и гафния.

Атомная структура титана, его большое сродство к электрону оказывают сильное влияние на такие свойства, как электропровод ность и теплопроводность. Теплопроводность его в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия. Это имеет существенное значение, например, при обработке металла резанием.

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия.

Теплопроводность титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа. Это необходима учитывать при нагреве металла для обработки давлением и при сварке.

Электросопротивление титана примерно в 6 раз больше чем у железа и в 20 раз больше, чем у алюминия.

Теплопроводность, титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа.

Стеклопласты на основе фенольных смол имеют теплопроводность такого же порядка. Для сравнения следует заметить, что теплопроводность стали равна, 40, а теплопроводность алюминия находится в пределах от 175 до 200 ккал / м-ч-град.

Источник: https://vse-otoplenie.ru/teplootdaca-aluminia

Теплопроводность металлов

Из представленных выше данных, видно, что наиболее высоким показателем теплоотдачи обладает биметаллическое отопительное устройство. Конструктивно такой прибор представлен компанией RIFAR в ребристом алюминиевом корпусе.

в котором располагаются металлические трубки, вся конструкция крепится сварным каркасом. Этот вид батарей ставится в домах с большой этажностью, а также в коттеджах и частных домах.

К недостатку этого вида отопительного устройства относится его дороговизна.

Важно! Когда этот вид батарей ставится в домах с большим количеством этажей, рекомендуется иметь собственную котельную станцию, в которой есть узел водоподготовки. Это условие предварительной подготовки теплоносителя связано со свойствами алюминиевых батарей

они могут подвергаться электрохимической коррозии, когда он поступает в некачественном виде через центральную сеть отопления. По этой причине отопительные приборы из алюминия рекомендуется ставить в отдельных системах отопления.

Чугунные батареи в этой сравнительной системе параметров значительно проигрывают, у них низкая теплоотдача, большой вес отопительного прибора. Но, несмотря на эти показатели, радиаторы МС-140 пользуются спросом населения, причиной которого являются такие факторы:

Длительность безаварийной эксплуатации, что важно в отопительных системах.
Стойкость к негативному воздействию (коррозии) теплового носителя.

Тепловая инерционность чугуна.

Данный вид устройств отопления работает более 50 лет, для него нет разницы в качестве подготовки теплового носителя. Нельзя их ставить в домах, где, возможно, высокое рабочее давление сети отопления, чугун не относится к прочным материалам.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже было упомянуто выше. Но для того чтобы сравнение радиаторов отопления было корректным, его надо производить не только по теплоотдаче, но и по другим важным параметрам:

рабочему и максимальному давлению;
количеству вмещаемой воды;
массе.

Кстати сказать, это ограничение не касается частных домов, где давление в сети не бывает высоким по определению. Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в системе, которое придется нагревать.

Ну а масса изделия важна при определении места и способа его крепления.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Теплопроводность и плотность алюминия

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь.

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения. Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 . Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

отсюда

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать далее →

Какой же все таки поставить радиатор? Я думаю каждый из нас задавался таким же вопросом придя на рынок или в магазин запчастей, осматривая огромный выбор радиаторов на любой вкус, удовлетворяющий даже самого извращенного привереды. Хочешь двух рядный, трех рядный, побольше, поменьше, с крупной секцией с мелкой, алюминиевый, медный. Вот именно из какого металла изготовлен радиатор и пойдет речь.

Одни считают, что медь. Это своеобразные староверы, так бы назвали их в XVII веке. Да, если взять не новые автомобили XX века, то тогда повсеместно устанавливались медные радиаторы.

Не зависимо от марки и модели, была ли это бюджетная микролитражка или тяжеловесный многотонный грузовик. Но есть и другая армия автовладельцев утверждая что радиаторы изготовленные из алюминия лучше медных.

Потому как их устанавливают на новые современные автомобили, на сверхмощные двигатели требующие качественного охлаждения.

И что самое интересное они все правы. И у тех и у других есть свои плюсы и естественно минусы. А теперь небольшой урок физики. Самым отличным показателем, на мой взгляд, являются цифры, а именно коэффициент теплопроводности.

Если сказать по простому то это способность вещества передавать тепловую энергию от одного вещества другому. Т.е. у нас имеется ОЖ, радиатор из N-ного металла и окружающая среда.

Теоретически чем выше коэффициент тем быстрее радиатор будет забирать тепловую энергию у ОЖ и быстрее отдавать в окружающую среду.

Итак, теплопроводность меди составляет 401 Вт/(м*К), а алюминия — от 202 до 236 Вт/(м*К). Но это в идеальных условиях. Казалось бы медь выиграла в данном споре, да это «+1» за медные радиаторы. Теперь кроме всего необходимо рассмотреть собственно конструкцию самих радиаторов.

Медные трубки в основе радиатора, так же медные ленты воздушного радиатора для передачи полученного тепла в окружающую среду.

Крупные ячейки сот радиатора позволяют снизить потери скорости воздушного потока и позволяют прокачать большой объем воздуха за единицу времени.

Слишком малая концентрация ленточной части радиатора снижает эффективность теплопередачи и увеличивает концентрацию и силу локального нагрева радиатора.

Я нашел два вида радиаторов в основе которых лежат алюминиевые и стальные трубки. Вот еще не маловажная часть, т.к. коэффициент теплопроводности стали очень мал по сравнению с алюминием, всего лишь 47 Вт/(м*К). И собственно только из-за высокой разности показателей, уже не стоит устанавливать алюминиевые радиаторы со стальными трубками.

Хотя они прочнее чистокровных алюмишек и снижают риски протечки от высокого давления, например при заклинившем клапане в крышке расширительного бачка.

Высокая концентрация алюминиевых пластин на трубках увеличивает площадь радиатора обдуваемого воздухом тем самым увеличивая его эффективность, но при этом увеличивается сопротивление воздушного потока и снижается объем прокачиваемого воздуха.

Ценовая политика же на рынке сложилась таким образом что медные радиаторы значительно дороже алюминиевых. Из общей картины можно сделать вывод что и те и другие радиаторы по своему хороши. Какой же все таки выбрать? Этот вопрос остается за вами.

Как правильно сделать расчет тепловой мощности

Грамотное обустройство системы отопления в доме не может обойтись без теплового расчета мощности отопительных устройств необходимых для обогрева помещений. Существуют простые проверенные способы расчета тепловой отдачи отопительного прибора. необходимой для обогрева комнаты. Здесь также учитывается расположение помещения в доме по сторонам света.

Южная сторона дома обогревается на метр кубический помещения 35 Вт. тепловой мощности.
Северные комнаты дома на метр кубический обогреваются 40 Вт. тепловой мощности.

Для получения общей тепловой мощности необходимой для обогрева помещений дома надо реальный объем комнаты умножить на представленные величины и сложить их по количеству комнат.

Важно! Представленный вид расчета не может быть точным, это укрупненные величины, ими пользуются для общего представления необходимого количества отопительных приборов. Расчет биметаллических устройств отопления, а также алюминиевых батарей проводится исходя из параметров указанных в паспортных данных изделия

По нормативам секция такой батареи равняется 70 единицам мощности (DT)

Расчет биметаллических устройств отопления, а также алюминиевых батарей проводится исходя из параметров указанных в паспортных данных изделия. По нормативам секция такой батареи равняется 70 единицам мощности (DT).

Что это такое, как понимать? Паспортный тепловой поток секции батареи может быть получен при соблюдении условия подачи теплового носителя с температурой 105 градусов. Для получения в обратной системе отопления дома температуры 70 градусов. Начальная температура в комнате принимается за 18 градусов тепла.

теплоноситель нагрет до 105 градусов

DT= (температура носителя подачи + температура носителя обратки)/2, минус комнатная температура. Затем данные в паспорте изделия умножить на коэффициент поправочный, которые для разных значений DT приводятся в специальных справочниках. На практике это выглядит так:

Система отопительная работает в прямой подаче 90 градусов в обработке 70 градусов, комнатная температура 20 градусов.
По формуле получается (90+70)/2-20=60, DT= 60

По справочнику ищем коэффициент для этой величины, он равен 0,82. В нашем случае тепловой поток 204 умножаем на коэффициент 0,82, получаем реальный поток мощности = 167 Вт.

Сравнение по тепловой мощности

Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, а тут конструкция и форма изделия играет большую роль.

Поэтому идеально сравнить стальной панельный обогреватель с чугунным затруднительно, их поверхности слишком разные.

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдаст 635 Вт при DT = 50 °С.

Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) такой же высоты и таким же числом секций сможет выдать только 530 Вт при тех же условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Характеристики алюминиевых и биметаллических продуктов с точки зрения тепловой мощности практически идентичны, сравнивать их нет смысла.

Выходит, что даже трехрядный стальной прибор (тип 30) выдаст лишь 572 Вт при Δt = 50 °С. Но надо учитывать, что глубина радиатора GLOBAL VOX составляет всего 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм.

То есть, высокая теплоотдача алюминия дает о себе знать, что отражается на габаритах.

В условиях индивидуальной системы отопления частного дома батареи одинаковой мощности, но из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они возвращают более холодную воду в систему.
Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего появляется небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Из всего вышесказанного напрашивается простой вывод

Не суть важно, из какого материала изготовлен радиатор, главное, чтобы он был верно подобран по мощности и подходил пользователю во всех отношениях. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой можно устанавливать

Расчет тепловой мощности

Для организации обогрева помещений необходимо знать требуемую мощность на каждое из них, после чего произвести расчет теплоотдачи радиатора. Расход тепла на обогрев комнаты определяется достаточно простым способом.

В зависимости от расположения принимается величина теплоты на обогрев 1 м3 комнаты, она составляет 35 Вт/ м3 для южной стороны здания и 40 Вт/ м3 – для северной.

Реальный объем помещения умножается на эту величину и получаем требуемую мощность.

Внимание! Приведенный метод подсчета необходимой мощности является укрупненным, его результаты учитываются только в качестве ориентира. Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя

В соответствии с нормативами там дается мощность 1 секции радиатора при DT = 70. Это означает, что 1 секция даст указанный тепловой поток при температуре теплоносителя на подаче 105 ºС, а в обратке – 70 ºС. При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС

Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя.

При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС.

Исходя из нашей таблицы, теплоотдача одной секции биметаллического радиатора с межосевым размером 500 мм составляет 204 Вт, но только при температуре в подающем трубопроводе 105 ºС.

В современных системах, особенно индивидуальных, настолько высокой температуры не бывает, соответственно, и отдаваемая мощность уменьшится.

Чтобы узнать реальный тепловой поток, нужно вначале просчитать параметр DT для существующих условий по формуле:

DT = (tпод + tобр) / 2 – tкомн, где:

tпод – температура воды в подающем трубопроводе;
tобр – то же, в обратке;
tкомн – температура внутри комнаты.

После этого паспортная теплоотдача радиатора отопления умножается на поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от значения DT по таблице:

Например, при графике теплоносителя 80 / 60 ºС и комнатной температуре 21 ºС параметр DT будет равен (80 + 60) / 2 – 21 = 49, а поправочный коэффициент – 0. 63. Тогда тепловой поток 1 секции того же биметаллического радиатора составит 204 х 0.63 = 128.5 Вт. Исходя из этого результата и подбирается количество секций.

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

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность. К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1. Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения

К этой группе относятся сера и кислород, который снижает электропроводность и прочность основного металла. Наличие серы в медном сплаве значительно облегчает его обрабатываемость при помощи резания.

Instagram строителя, который переехал жить в Таиланд Adblockdetector

Источник: https://mr-build.ru/newteplo/teplootdaca-medi-i-aluminia.html

Коэффициенты теплопередачи сталей и других материалов: факторы, влияющие на теплопроводность сплавов

Теплопроводность представляет собой физическую величину, которая определяет способность материалов проводить тепло. Иными словами, теплопроводность представляет собой способность субстанций передавать кинетическую энергию атомов и молекул другим субстанциям, находящиеся в непосредственном контакте с ними. В СИ эта величина измеряется во Вт/(К*м) (Ватт на Кельвин-метр), что эквивалентно Дж/(с*м*К) (Джоуль на секунду-Кельвин-метр).

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.

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.

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).

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.

Источник: https://chebo.biz/tehnologii/koeffitsient-teploprovodnosti-i-teploperedachi-stali-splavov.html

Теплоотдача чугуна и алюминия — Морской флот

О том, что биметаллические радиаторы отопления являются наиболее дорогими из всех возможных конструкций водяных обогревателей, в том числе алюминиевых, стальных и чугунных, знают не понаслышке все, кому доводилось заниматься ремонтом и заменой домашних батарей. В качестве подтверждения высокой эффективности биметалла обычно приводят условную таблицу теплоотдачи биметаллических радиаторов отопления со ссылками на теплопроводность металлов, и даже на практические измерения температуры воздуха в комнате. Так ли эффективно устройство биметаллического радиатора?

Что представляет собой биметаллический радиатор

По сути, биметаллический обогреватель представляет собой смешанную конструкцию, воплотившую преимущества стальных и алюминиевых систем отопления. Устройство радиатора основывается на следующих элементах:

Обогреватель состоит из двух корпусов – внутреннего стального и наружного алюминиевого;
За счет внутренней оболочки из стали биметаллический корпус не боится агрессивной горячей воды, выдерживает высокое давление и обеспечивает высокую прочность соединения отдельных секций радиатора в одну батарею;
Алюминиевый корпус лучше всего передает и рассеивает поток тепла в воздухе, не боится коррозии наружной поверхности.

В качестве подтверждения высокой теплоотдачи биметаллического корпуса можно использовать сравнительную таблицу. Среди ближайших конкурентов – радиаторов из чугуна ЧГ, стали ТС, алюминия АА и АЛ, биметаллический радиатор БМ обладает одним из наилучших показателей теплоотдачи, высоким рабочим давлением и коррозионной стойкостью.

В реальности дела обстоят еще хуже, большинство производителей указывает величину теплоотдачи в виде значения тепловой мощности в час для одной секции. То есть, на упаковке может быть указано, что теплоотдача биметаллической секции радиатора составляет 200 Вт.

Делается это вынужденно, данные приводят не к единице площади или перепаду температур в один градус, для того чтобы упростить восприятие покупателем конкретных технических характеристик теплоотдачи радиатора, одновременно сделав маленькую рекламу.

Насколько выгоден биметаллический радиатор

Нередко для подтверждения высокой теплоотдачи биметаллических радиаторов приводят табличные сведения, приведенные ниже.

Такого рода сведения нередко используются магазинами и рекламой в качестве достоверных данных о теплоотдаче различных систем водяного отопления. О том, что теплоотдача биметаллической секции выше стальной или чугунной конструкции, хорошо известно и без справочных данных, остается только проверить, насколько радиатор из биметалла лучше алюминия. Неужели разница может достигать почти 40%?

Ниже в таблице приведены данные о теплоотдаче на основании практических измерений приборов конкретных моделей радиаторов, в том числе биметаллических, алюминиевых и чугунных систем.

Как видно из таблицы, теплоотдача между самыми крайними позициями радиаторов одного производителя, например, алюминиевого Rifar Alum -183 Вт/м∙К и биметаллического Rifar Base — 204 Вт/м∙К, составляет не более 10%, в остальных случаях разница еще меньше.

От чего зависит теплоотдача радиатора

Прежде чем попытаться оценить и сравнить реальную эффективность биметаллических радиаторов, стоит напомнить, от чего зависит тепловая мощность конкретной отопительной системы:

Тепловой напор радиатора. Чем выше разница между средней температурой поверхности радиатора и температурой воздуха, тем интенсивнее тепловой поток, передающийся в воздух помещения;
Теплопроводностью материала радиатора. Чем выше теплопроводность, тем меньше разница между температурой теплоносителя и наружной стенкой радиатора;
Размерами корпуса;
Температурой и давлением теплоносителя.

Первый критерий – тепловой напор, рассчитывается, как разность между полусуммой (Т_вх+Т_вых)/2 и температурой воздуха в помещении, Т_вх и Т_вых – температуры воды на входе и выходе из радиатора. Существует даже поправочный коэффициент, уточняющий теплоотдачу радиатора при расчете мощности системы отопления для комнаты.

Таблица поправочного коэффициента говорит, что заявленные в паспорте величины теплоотдачи биметаллического обогревателя, равно как и алюминиевого, будут соответствовать действительности только в течение первого часа работы отопления, К=1 при перепаде температуры в 70 о С, что возможно только в холодном помещении. Теплоноситель редко нагревают выше 85 о С, значит, максимальную теплоотдачу можно получить только при температуре воздуха в комнате Т=15 о С, либо при использовании специальных видов теплоносителя.

Второй критерий — теплопроводность материала радиаторной стенки. Здесь радиатор из биметалла проигрывает алюминиевому варианту. Устройство биметаллической секции отопления, приведенной на схеме, показывает, что стенка обогревателя состоит из двух слоев — стали и алюминия.

Даже при одинаковой толщине стенки биметаллический корпус в одинаковых условиях не может иметь теплоотдачу выше, чем изготовленный из алюминия.

Размеры обоих типов теплообменников примерно одинаковы и рассчитаны на установку в пространстве под подоконником. Стоит отметить, что конструкция корпусов из биметалла и алюминия имеет значительно большую площадь поверхности, чем у чугунной или стальной модели. Поэтому величина теплоотдачи может отличаться сильнее, чем простой расчет на основании теплотехнических свойств металлов – теплопроводности и теплоемкости.

Остается разобраться с температурой и давлением теплоносителя.

Оптимальные условия эксплуатации для обогревателей из биметалла

Устройство и схемы биметаллических и алюминиевых систем во многом похожи. Внутри корпуса секции изготовлен главный канал, по которому движется разогретый теплоноситель. Форма и размеры канала соответствуют сечению подводящей трубы, а значит, жидкость не испытывает дополнительных завихрений и локальных мест перегрева.

Если посмотреть на данные в таблице, то становится ясно, что оба типа радиаторных конструкций проектируются в расчете на высокое давление и, главное, — высокую температуру теплоносителя. В этом случае преимущества теплообменника из биметалла очевидны. Во-первых, увеличивается разность температур, вместо стандартных 70 о С значение теплового напора может легко достигать 100 о С. Например, давление и температура теплоносителя на входе систему отопления высотного дома составляет 15-18 Бар и 105-110 о С, а для паровых систем и 120 о С. Соответственно, поправочный коэффициент эффективности теплоотдачи возрастает до 1,1-1,2, а это почти 20%.

Во-вторых, чем выше давление теплоносителя, тем выше коэффициент теплопередачи и теплоотдачи от жидкости к металлу. Значение теплоотдачи за счет повышения давления может возрастать на 5-7%. В итоге, суммируя все условия, может оказаться, что обогреватель из биметалла идеально подходит для отопления высотных зданий.

Несмотря на то, что производители дают примерно одинаковый срок службы для обоих типов теплообменников, на практике при повышенном давлении и температуре отопления способен работать длительное время только биметалл. Горячая вода даже при наличии присадок и защитного покрытия действует на алюминий разрушительно. Другое дело — сталь с легирующими добавками марганца и никеля, ее срок службы может составлять до 15лет.

Заключение

Высокую теплоотдачу на биметаллическом нагревателе можно получить не только при высоком давлении. Для обоих типов радиаторов, даже для чугунных и стальных конструкций, можно увеличить теплоотдачу минимум на 20%, если использовать в домашних котельных в качестве теплоносителя не воду, а специальные типы тосола или антифриза. Давление не изменится, так и останется 3-4 атм., а температура на выходе из котла увеличится почти до 95-97 о С, что даст прибавку в теплоотдаче на 15-20%. Кроме того, тосол обеспечит хорошую сохранность алюминиевых, чугунных, стальных труб и теплообменников.

Основным критерием выбора устройства для отопления помещения является теплоотдача – коэффициент, показывающий количество тепла, выделенного в окружающий воздух отопительным устройством. Иными словами, чем выше этот показатель, тем быстрее и качественнее будет осуществляться прогрев дома. В этой статье рассмотрим виды и теплоотдачу радиаторов отопления, таблица послужит наглядной демонстрацией.

Расчет показателя

Для точного расчета необходимого количества тепла для помещения следует учитывать множество факторов: климатические особенности местности, кубатуру здания, возможные теплопотери стен, потолка и пола (количество окон и дверей, строительный материал, наличие утеплителя и др. ). Параметры теплоотдачи радиаторов отопления в таблице приведены ниже.

Данная система вычислений достаточно трудоемкая и применяется в редких случаях. В основном, расчет тепла определяется на основании установленных ориентировочных коэффициентов: для помещения с потолками не выше 3 метров на 10 м 2 требуется 1 кВт тепловой энергии. Для северных регионов показатель увеличивается до 1,3 кВт.

Чугунные радиаторы: характеристики

Радиаторы, изготовленные из чугуна, различаются высотой, глубиной и шириной, зависящей от числа секций в сборке. Каждая секция может иметь один или два канала.

Чем большую площадь требуется обогреть, тем шире понадобится батарея, тем больше секций будет в ее составе и тем большая требуется теплоотдача. У чугунных радиаторов отопления (таблица будет приведена ниже) этот показатель самый высокий. Также следует учитывать, что на температуру внутри помещения будет влиять количество и размер оконных проемов и толщина стен, соприкасающихся с наружным воздушным пространством.

Высота радиатора может колебаться от 35 сантиметров до максимальных полутора метров, а глубина – от полуметра до полутора. Батареи из этого металла довольно тяжелые (примерно около шести килограммов – вес одной секции), поэтому для их установки требуются прочные крепления. Есть современные модели, выпускающиеся на ножках.

Для таких радиаторов не имеет значения качество воды, и изнутри они не ржавеют. Их рабочее давление составляет примерно девять-двенадцать атмосфер, а иногда и больше. При соответствующем уходе (слив воды и промывка) могут прослужить довольно долго.

В сравнении с другими появившимися в последнее время конкурентами цена чугунных радиаторов самая выгодная.

Таблица теплоотдачи чугунных радиаторов отопления представлена ниже.

Параметры биметаллических радиаторов

Технические параметры биметаллических радиаторов обусловлены спецификой их конструкции – в легком алюминиевом кожухе располагается стержень из антикоррозийной стали, соприкасающийся с теплоносителем. Такой симбиоз материалов дает им антикоррозийную устойчивость, высокую теплоотдачу и небольшой вес, чем облегчается процесс монтажа.

Из минусов можно отметить дороговизну и малую пропускную способность.

Существуют также полубиметаллические модели, в которых сталь служит усилением вертикальных трубок. В таких батареях алюминий соприкасается с водой и подвергается коррозии. Срок службы в этом случае сокращается, но и по цене они дешевле.

Исходя из вышесказанного, для частных домов с индивидуальным отоплением можно использовать полубиметаллические радиаторы, а вот агрессивную водную среду центрального отопления могут выдержать только биметаллические.

Конструктивно эти виды отопительных приборов подразделяются на монолитные и секционные. Первые вдвое превосходят второй вид по сроку службы и в три раза – по показателю рабочего давления. И как следствие, по стоимости.

Характеристики алюминиевых батарей

Радиаторы из алюминия характеризуются тем, что внешняя их сторона покрыта порошковым слоем, который устойчив к внешним коррозиям, а внутренняя – полимерным защитным покрытием.

Они имеют аккуратный внешний вид, легкие по весу, относятся к средней ценовой категории.

Способ обогрева у алюминиевых радиаторов – конвекционный, выдерживают давление до шестнадцати атмосфер.

Конструктивно этот вид приборов подразделяется на экструдированные и литые. В первом случае процесс производства состоит из двух этапов: сначала пластичный алюминий экструдируют в секции, а верх и низ под давлением отливают, а затем составные части склеивают специальным составом. Во втором случае секция вся сразу отливается под давлением. Этот метод делает конструкцию более прочной, позволяющей более стабильно выдерживать гидроудары, возникающие при опрессовке отопительных систем перед наступлением зимы.

Далее указаны характеристики теплоотдачи алюминиевых радиаторов отопления в таблице.

Стальные радиаторы

Отопительные приборы из стали представлены на рынке в широком ассортименте. Конструктивно они подразделяются на панельные и трубчатые.

В первом случае панель крепится на стене или на полу. Каждая часть представляет собой две сваренные пластины с циркулирующим между ними теплоносителем. Все элементы соединяются точечной сваркой. Такая конструкция существенно повышает теплоотдачу. Для увеличения этого показателя соединяют несколько панелей вместе, но в этом случае батарея становится очень тяжелой – радиатор из трех панелей по весу приравнивается к чугунному.

Во втором случае конструкция представляет собой нижние и верхние коллекторы, соединенные друг с другом вертикальными трубками. Один такой элемент может содержать максимум шесть трубок. Для увеличения поверхности радиатора могут соединяться вместе несколько секций.

Оба типа представляют собой долговечные, с хорошей теплоотдачей отопительные приборы.

В дизайнерских целях трубчатые стальные радиаторы могут выпускаться в виде перегородок, лестничных перил, зеркальных рам.

Таблица теплоотдачи стальных радиаторов отопления размещена далее в статье.

Типы подключения радиаторов

Теплоотдача батарей зависит не только от материала, из которого они сделаны. Большое значение имеет тип подключения к трубам поступления и отвода отопления. Радиатор можно подключить:

Диагональным способом. При этом подающая труба присоединяется слева сверху, а отвод – справа снизу. Такой вид является самым эффективным, поскольку позволяет равномерно прогреть всю батарею для хорошей теплоотдачи. Старые чугунные радиаторы отопления (таблица параметров приведена выше) подключались именно таким способом.
Односторонним способом (боковое подключение). При этом трубы присоединяются с одной стороны. Такой вид подключения считается менее эффективным – если в радиаторе много секций, то они не могут прогреться в достаточной мере.
Нижнее подключение – обе трубы присоединяются снизу с обеих сторон.
Верхнее подключение. При данном виде трубы подсоединяются сверху: слева подающая, справа отводящая.

Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче: таблица

Ниже представлена сравнительная таблица теплоотдачи батарей, изготовленных из различных материалов. Она поможет сориентироваться на рынке этих приборов.

Нужно только помнить, что для эффективного прогрева помещения нужно не только выбрать тип радиатора и его подключения, но и рассчитать длину устройства (количество секций) в зависимости от отапливаемой площади.

Сравнительная таблица выглядит следующим образом.

Способы повышения теплоотдачи

Указанные в техпаспорте характеристики конвекторов являются таковыми при соблюдении идеальных условий, параметры теплоотдачи радиаторов отопления в таблице также соответствуют этому. К сожалению, на бытовом уровне это невозможно.

Реально тепловой поток радиатора немного ниже, также происходит потеря тепла благодаря множеству факторов. И среди них тот, что стандартные параметры указаны для входящей температуры чистой воды порядка семидесяти градусов по Цельсию, а на самом деле до потребителя доходит уже загрязненный поток 50-60 градусов теплоты.

Чтобы увеличить параметр теплоотдачи, специалисты советуют:

Утепление. Чтобы в помещении сохранялось больше тепла, необходимо утеплить его. В квартирах и домах это можно сделать как снаружи, так и изнутри. Для этих целей используют специальные пенопластовые панели: двух-пятисантиметровой толщины для наружной отделки, полусантиметровой – для внутренней. Также необходимо утеплить и крышу.
Установка отражателя. Отражающий материал (обычно им служит пенопропилен фольгированный с одной стороны) закрепляется на стене за радиатором и служит для отражения инфракрасного излучения, чем повышается теплоотдача радиаторов отопления (в таблице выше приведены данные по этому параметру).
Герметичность. Сквозняки в помещении значительно снижают количество теплого воздуха. Утепление будет гораздо эффективнее, если уделить внимание окнам и дверям, обеспечив только санкционированное поступление воздушных масс.

В любом случае, какой бы вид радиаторов ни устанавливался, нужно внимательно изучить характеристики приборов и пригласить для их монтажа специалиста.

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных видов продолжает служить предметом споров, что не утихают на различных интернет-площадках и форумах. Споры ведутся в контексте, какие из них лучшие по этому показателю, что в итоге оказывает влияние на выбор тех или иных приборов отопления пользователями. Поэтому есть смысл провести сравнение тепловой мощности радиаторов разных типов, оценив их реальную теплоотдачу. О чем и говорится в материале, представленном вашему вниманию.

Как правильно рассчитать реальную теплоотдачу батарей

Начинать надо всегда с технического паспорта, что прилагается к изделию производителем. В нем вы точно обнаружите интересующие данные, а именно — тепловую мощность одной секции либо панельного радиатора определенного типоразмера. Но не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических батарей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Зачастую можно услышать такие суждения: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь общеизвестно, что теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди других металлов. У меди и алюминия наилучшая теплопроводность, это верно, но передача тепла зависит от многих факторов, о коих будет сказано далее.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и в помещении равна 70 °С. С помощью формулы это выражается так:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Для справки. В документации на изделия от разных фирм данный параметр может обозначаться по-разному: dt, Δt или DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Что означает, когда в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, только надо в нее подставить известное значение комнатной температуры – 22 °С и провести расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки)= (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна быть больше 20 °С, надо определить их значения таким образом:

tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что в подающем трубопроводе будет вода, нагретая до 102 °С, а в комнате установится комфортная температура 22 °С. Первое условие выполнить нереально, поскольку в современных котлах нагрев ограничен пределом 80 °С, а значит, батарея никогда не сможет отдать заявленных 200 Вт тепла. Да и редкий случай, чтобы теплоноситель в частном доме разогревали до такой степени, обычный максимум – это 70 °С, что соответствует DT = 38—40 °С.

Порядок расчета

Получается, что реальная мощность батареи отопления гораздо ниже заявленной в паспорте, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к начальной величине тепловой мощности нагревателя. Ниже представлена таблица, где прописаны значения коэффициентов, на которые надо умножить паспортную теплоотдачу радиатора в зависимости от величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
Подставить эти значения в формулу и рассчитать свою реальную Δt.
Найти в таблице соответствующий ей коэффициент.
Умножить на него паспортную величину теплоотдачи радиатора.
Подсчитать число отопительных приборов, нужное для обогрева комнаты.

Для приведенного выше примера тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. Стало быть, для обогрева помещения площадью 10 м² понадобится 1 тыс. Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 = 11 секций (округление идет всегда в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что для разных приборов от некоторых фирм – производителей дается мощность радиатора при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться этим способом нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Для справки. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти характеристики мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, а тут конструкция и форма изделия играет большую роль. Поэтому идеально сравнить стальной панельный обогреватель с чугунным затруднительно, их поверхности слишком разные.

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдаст 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) такой же высоты и таким же числом секций сможет выдать только 530 Вт при тех же условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Характеристики алюминиевых и биметаллических продуктов с точки зрения тепловой мощности практически идентичны, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Упомянутые 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм имеют общую длину около 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600х400. Выходит, что даже трехрядный стальной прибор (тип 30) выдаст лишь 572 Вт при Δt = 50 °С. Но надо учитывать, что глубина радиатора GLOBAL VOX составляет всего 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминия дает о себе знать, что отражается на габаритах.

Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они возвращают более холодную воду в систему.
Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего появляется небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Из всего вышесказанного напрашивается простой вывод. Не суть важно, из какого материала изготовлен радиатор, главное, чтобы он был верно подобран по мощности и подходил пользователю во всех отношениях. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой можно устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

рабочему и максимальному давлению;
количеству вмещаемой воды;
массе.

Ограничение по величине рабочего давления определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота столба воды может достичь сотни метров. Кстати сказать, это ограничение не касается частных домов, где давление в сети не бывает высоким по определению. Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в системе, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при определении места и способа его крепления.

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение более широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические обойдутся дороже, что не всегда оправдано, так как они лучше только по рабочему давлению. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не принимать во внимание советские чугунные «гармошки» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Что такое теплоотдача радиаторов

Это характеристика прибора отопления, показывающая, какое количество тепла в единицу времени передается окружающему воздуху при стандартных условиях. Под стандартом понимают определенный тип подключения, температуру воды и скорость ее движения.

На заводе-производителе этот показатель замеряется и заносится в паспорт изделия. Он зависит от нескольких факторов:

поверхность теплоотдачи;
материал и форма прибора;
размер и форма каналов, по которым движется теплоноситель.

Зависимость теплоотдачи от материала

Лучшим материалом для изготовления радиаторов являются металлы, потому что имеют лучший коэффициент теплопроводности. Чем этот показатель больше, тем лучше материал передает тепло от горячего теплоносителя окружающему воздуху.

Представленная ниже таблица содержит коэффициенты теплопередачи металлов, применяемых при изготовлении приборов отопления:

Как видно из таблицы, наиболее выгодна с этой точки зрения медь – она лучше других передает тепло. Однако при таких достоинствах она очень «неудобна» с точки зрения изготовления и эксплуатации:

легко повреждается;
быстро окисляется;
химически активна.

Алюминий

Алюминий используется чаще, чем медь, хотя его теплопроводность вдвое ниже. Он быстро нагревается, легок, из него можно изготовить изделия почти любой формы. Но ему свойственны те же недостатки, что и у меди. Кроме того, при контакте алюминия с другими металлами быстро начинается коррозия.

Чугун

Долгое время заслуженной популярностью пользовались батареи отопления из чугуна. Этот металл долговечен, недорог и устойчив к коррозии. К его недостаткам можно отнести лишь большой вес и хрупкость. Но большой вес батарей в некоторых случаях идет им на пользу. В сетях с твердотопливными котлами большая тепловая инерционность из-за веса радиаторов помогает сглаживать свойственные им колебания температуры теплоносителя и поддерживать температуру в помещении после того, как топливо прогорело.

Сталь

Коэффициент теплопроводности стали еще более низок. Кроме того, она подвержена интенсивной коррозии, что значительно сокращает срок эксплуатации таких радиаторов. Но относительно небольшая цена и простота изготовления панельных радиаторов привлекает множество производителей. Радиаторы такого типа представляют собой две соединенные между собой стальные пластины с отштампованными каналами для движения теплоносителя.

Биметаллические приборы

Каждый из рассмотренных материалов имеет свои преимущества и недостатки – идеального металла для изготовления радиатора нет. Но путем комбинации двух различных металлов можно достичь хороших результатов. Завоевавшие в последнее время популярность биметаллические радиаторы производятся из стали и алюминия. Алюминиевая наружная часть прибора великолепно передает тепло от прочной внутренней, изготовленной из стали. В результате их теплоотдача намного выше, чем у чугунных или стальных. Таблица показывает величину теплоотдачи радиаторов отопления одного типоразмера:

Зависимость теплоотдачи от формы

Для качества передачи тепла помимо материала, из которого изготовлен радиатор, большое значение имеет его форма.

К примеру, простейший панельный радиатор размером 0,5 м на 0,5 м имеет тепловую мощность около 380 Вт. Так, если его снабдить дополнительными ребрами и увеличить площадь, теплоотдача возрастет в полтора раза: до 570 Вт. Без увеличения температуры теплоносителя, его скорости, без изменения размеров каналов – только за счет увеличения площади поверхности, контактирующей с окружающим воздухом.

Поэтому все производители стремятся увеличить теплоотдачу своей продукции именно по этому принципу – ищут форму, которая будет эффективнее передавать энергию теплоносителя без дополнительных затрат.

При подсчете размеров батарей отопления для конкретного помещения необходимо изучать технические характеристики, которые указываются в документах на радиатор. Модели, выполненные из одинаковых материалов, могут значительно отличаться по показателям в зависимости от своей формы.

Зависимость теплоотдачи от установки

Теплоотдача батареи отопления зависит и от того, как ее установить в комнате и как подключить ее к отоплению дома.

В зависимости от типа подключения мощность одного и того же прибора может значительно изменяться. Лучшим считается подключение радиатора, при котором теплоноситель проходит его по диагонали сверху вниз. Любой другой вариант уменьшает теплоотдачу, и отопление дома работает хуже.

Таблица показывает, насколько изменяется теплоотдача прибора отопления в зависимости от того, как его подключить к сети отопления.

Радиатор уменьшает свою эффективность и в зависимости от места, где он расположен:

частично перекрывающий батарею подоконник снижает ее на 3-5%;
подоконник, полностью закрывающий сверху прибор отопления, забирает 7-8% тепла;
декоративный экран, пропускающий воздух, уменьшает теплоотдачу на 7-8%;
сплошной экран – до 25%.

Подключив батарею по «невыгодной» схеме, спрятав ее в нишу под подоконник и закрыв красивым экраном, можно запросто потерять половину ее мощности!

Чтобы обеспечить качественное отопление комнаты придется вдвое увеличить размер батареи, а это означает дополнительные финансовые затраты, которых можно легко избежать. (О том, как правильно установить батареи отопления, чтобы снизить теплопотери можно узнать из этой статьи).

Как увеличить теплоотдачу

Существует несколько несложных способов увеличить теплоотдачу батареи отопления:

Установить позади радиатора теплоотражающий материал. Можно к стене за ним прикрепить тонкий металлизированный или фольгированный утеплитель. Он должен плотно прилегать к стене и находиться на расстоянии не менее 1 см от корпуса радиатора, что обеспечит хорошую циркуляцию воздуха.
Очистить корпус от пыли, которая неизбежно скапливается на нем даже в самой «чистой» квартире.
Лишние слои краски сильно снижают теплоотдачу прибора отопления. Поэтому, собираясь его перекрашивать, удалите перед работой старую краску. (Здесь написано, как это правильно сделать).
Не закрывайте радиаторы отопления сплошными шторами «в пол». Они перекрывают нормальную циркуляцию воздуха, и обогревается в основном пространство у окна.
Проверить, не скопился ли в радиаторе воздух. Это будет понятно, если его верхняя и нижняя части будут значительно различаться по температуре. Для удаления воздуха служит кран Маевского, который должен стоять на каждом приборе отопления.
Если на батарее установлены регуляторы температуры, проверить их положение и исправность.

Помимо простых способов, которые осуществимы и в отопительный период, летом можно попытаться решить проблему кардинально:

Промыть батарею и трубопроводы теплоснабжения. Теплоноситель неизбежно содержит некоторое количество загрязнений. Особенно «грешит» этим центральное отопление. Эти загрязнения оседают в трубах и внутренних каналах радиаторов и постепенно уменьшают их диаметр, затрудняя прохождение теплоносителя и передачу его тепла корпусу. Эту процедуру рекомендуется проводить перед каждым отопительным сезоном. (В этой статье описаны различные способы промывки системы отопления).
Изменить подключение радиатора или его местоположение, если они были сделаны недостаточно эффективно, и это позволяет помещение и конструкция сети отопления.
Увеличить количество секций в отопительной батарее. Все типы радиаторов, кроме панельных и трубчатых, позволяют легко проводить эту операцию путем наращивания размеров приборов отопления.
В многоквартирном доме причиной снижения теплоотдачи могут стать не недостатки ваших приборов отопления, а соседи. К примеру, они могут нарастить свои батареи настолько, что теплоноситель в них будет остывать намного сильнее, чем предусмотрели архитекторы и строители, и приходить в вашу квартиру холодным. В этом случае придется обращаться в управляющую организацию для проверки состояния стояка и, затем, в мэрию для принятия мер к нерадивому соседу.

Характеристики радиаторов отопления

Эффективность батарей зависит от следующих факторов:

температуры подачи теплоносителя;
теплопроводности материала;
площади поверхности батареи;

Чем выше эти показатели, тем больше тепловая мощность приборов.

В качестве единицы измерения теплоотдачи радиатора принято считать Вт/м*К, наравне с этим в паспорте часто указывается формат кал/час. Коэффициент перевода из одной единицы измерения в другую: 1 Вт/м*К = 859,8 кал/час.

В зависимости от материалов изготовления отличают чугунные, стальные, алюминиевые и биметаллические радиаторы. Каждый материал имеет показатели по следующим параметрам:

теплоотдаче одной секции;
рабочему давлению;
давлению опрессовки;
емкости одной секции;
массе одной секции.

Совет! Не следует забывать про подверженность материала изготовления батарей к коррозионному воздействию. Это важная характеристика при покупке обогревателя.

Чугунные батареи

Этот вид радиаторов, которые в народе называют «гармошками». Они обладают довольно большой эффективностью, стойкостью к коррозии, удару. Эти батареи достаточно долговечны и имеют доступную рыночную цену. Благодаря большим размерам сечения одной секции, засорение для таких батарей не представляет угрозы.

Теплоотдача секции чугунного радиатора ниже, чем у аналогов. Через час после отключения отопления чугунные батареи сохраняют 30% тепла. Современные производители выпускают эстетичные чугунные батареи с гладкой поверхностью и изящными формами, поэтому спрос на них остается высоким. Сравнение чугунных радиаторов отопления с другими видами приборов, приводится в нижеуказанной таблице.

Таблица тепловой мощности радиаторов отопления

Вид радиатора

Теплоотдача секции, Вт

Рабочее давление, Бар

Давление опрессовки, Бар

Емкость секции, л

Масса секции, кг

Алюминиевый с зазором между осями секций 500мм

Теплоемкость чугуна, теплопроводность чугуна, плотность, энтальпия, состав и свойства

Удельная теплоемкость чугуна

В таблице представлены значения средней удельной теплоемкости чугуна и энтальпия (теплосодержание) серых чугунов различного состава в зависимости от температуры.

Теплоемкость чугуна выражена в кДж/(кг·град) и указана в диапазоне от 100 до 1350°С.
Из таблицы видно, что с повышением температуры значения массовой теплоемкости чугуна и его энтальпия возрастают.

То же можно сказать и про энтальпию серых чугунов. Значения удельной теплоемкости чугунов и их энтальпия имеют различие в зависимости от состава чугуна. Например, при температуре 200°С теплоемкость чугуна в зависимости от состава изменяется от 290,1 до 460,5 Дж/(кг·град). При нагревании чугуна до температуры 1300°С эта величина увеличивается и становится равной 800…900 Дж/(кг·град).

Теплопроводность чугуна

В таблице даны значения теплопроводности чугуна в зависимости от температуры и состава. Также указана теплопроводность жидкого чугуна при температуре 1400°С.

Представлены значения теплопроводности для следующих марок чугуна: обыкновенный чугун, чугун молибденохромистый, молибденовый, хромоникелевый, марганцевоникелевый, чугун никельрезист, никросилал, хромоалюминиевый, медистый, обыкновенный чистый, серый чугун, отожженый ковкий чугун, жидкий чугун.

Теплопроводность чугуна дана в зависимости от температуры в диапазоне от 0 до 400°С. По данным таблицы видно, что с ростом температуры теплопроводность чугуна уменьшается. Значения теплопроводности чугуна распространенных марок указаны также в этой таблице.

Плотность чугуна, температура плавления и коэффициент линейного расширения

В таблице представлена плотность чугуна различных сортов, а также температура плавления чугуна и его коэффициент теплового линейного расширения (КТлР).

Следует отметить что плотность чугуна в зависимости от сорта находится в диапазоне от 6600 до 7700 кг/м³. Температура плавления чугуна составляет от 1095 до 1315°С, а его КТлР от 10,5 до 18·10^-6 1/град.

Плотность чугуна, температура плавления и коэффициент расширения
Плотность чугуна, кг/м³
Серый чугун наименее плотный высокоуглеродистый	6600-6950
Серый чугун обычный средней плотности	7000-7300
Высококачественный чугун малоуглеродистый	7400-7500
Жаростойкий, жаропрочный	7500-7600
Чугун высоколегированный аустенитного класса	7500-7700
Температура плавления чугуна, °С
Обычный серый чугун	1095-1315
Жаростойкий чугун	1300
Коэффициент линейного расширения чугуна (КТлР), 1/град
Обычный серый при температуре 20…450°С	10,5·10^-6
Обычный серый при температуре 20…750°С	14·10^-6
Высоколегированный аустенитного класса при температуре 20…150°С	(16…18)·10^-6
Жаростойкий чугун при температуре 20…250°С	16,7·10^-6
Жаростойкий чугун при температуре 250…750°С	17,6·10^-6

Источники:

Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник.

Теплопроводность цветных металлов, теплоемкость и плотность сплавов: таблицы при различных температурах

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

По данным таблицы видно, что высокую теплопроводность (при комнатной температуре) имеют магниевые сплавы и никель. Низкая же теплопроводность свойственна нихрому, инвару и сплаву Вуда.

Коэффициенты теплопроводности алюминиевых, медных и никелевых сплавов

Теплопроводность металлов, алюминиевых, медных и никелевых сплавов в таблице дана в интервале температуры от 0 до 600°С в размерности Вт/(м·град).
Металлы и сплавы: алюминий, алюминиевые сплавы, дюралюминий, латунь, медь, монель, нейзильбер, нихром, нихром железистый, сталь мягкая. Алюминиевые сплавы имеют большую теплопроводность, чем латунь и сплавы никеля.

Коэффициенты теплопроводности сплавов

В таблице даны значения теплопроводности сплавов в интервале температуры от 20 до 200ºС.
Сплавы: алюминиевая бронза, бронза, бронза фосфористая, инвар, константан, манганин, магниевые сплавы, медные сплавы, сплав Розе, сплав Вуда, никелевые сплавы, никелевое серебро, платиноиридий, сплав электрон, платинородий.

Удельное сопротивление и температурный коэффициент расширения (КТР) металлической проволоки (при 18ºС)

В таблице указаны значения удельного электрического сопротивления и КТР металлической проволоки, выполненной из различных металлов и сплавов.
Материал проволоки: алюминий, вольфрам, железо, золото, латунь, манганин, медь, никель, константан, нихром, олово, платина, свинец, серебро, цинк.
Как видно из таблицы, нихромовая проволока имеет высокое удельное электрическое сопротивление и успешно применяется в качестве спиралей накаливания нагревательных элементов множества бытовых и промышленных устройств.

Удельная теплоемкость цветных сплавов

В таблице приведены величины удельной (массовой) теплоемкости двухкомпонентных и многокомпонентных цветных сплавов, не содержащих железа, при температуре от 123 до 1000К. Теплоемкость указана в размерности кДж/(кг·град).
Дана теплоемкость следующих сплавов: сплавы, содержащие алюминий, медь, магний, ванадий, цинк, висмут, золото, свинец, олово, кадмий, никель, иридий, платина, калий, натрий, марганец, титан, сплав висмут — свинец — олово, сплав висмут-свинец, висмут — свинец — кадмий, алюмель, сплав липовица, нихром, сплав розе.

Также существует отдельная таблица, где представлена удельная теплоемкость металлов при различных температурах.

Удельная теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов

Удельная (массовая) теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов приведена в таблице при температуре от 0 до 1300ºС.
Размерность теплоемкости кал/(г·град).
Теплоемкость специальных сплавов: алюмель, белл-металл, сплав Вуда, инвар, липовица сплав, манганин, монель, сплав Розе, фосфористая бронза, хромель, сплав Na-K, сплав Pb — Bi, Pb — Bi — Sn, Zn — Sn — Ni — Fe — Mn.

Плотность сплавов

Представлена таблица значений плотности сплавов при комнатной температуре.
Приведены следующие сплавы: бронза, оловянистая, фосфористая, дюралюминий, инвар, константан, латунь, магналиум, манганин, монель — металл, платино — иридиевый сплав, сплав Вуда, сталь катаная, литая.

ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте внимательны! Плотность сплавов в таблице указана в степени 10^-3. Не забудьте умножить на 1000!
Например, плотность катанной стали изменяется в пределах от 7850 до 8000 кг/м³.

Источники:

Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.
Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
Шелудяк Ю. Е., Кашпоров Л. Я. и др. Теплофизические свойства компонентов горючих систем. М.: 1992. — 184 с.
Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.

Теплопроводность кухонной посуды

Кастрюли с алмазным покрытием пока еще не вариант, но медные кастрюли достаточно популярны благодаря широко распространённому мнению, что готовить в них эффективнее. С нашей точки зрения намного важнее конфорка, используемая вами для приготовления пищи, нежели кухонная утварь. Поварам свойственно зацикливаться на качестве своих кастрюль и сковород, и нам не кажется, что это в скором времени изменится. Некоторые повара, в частности, выказывают живой интерес к теплопроводности кухонной посуды. Тем не менее, осознают они это или нет, но теплопроводность не единственное свойство, которое их должно интересовать.

Идеальная сковорода должна быть сделана из материала, который позволял бы не только свободное движение тепла, но и передавал бы это тепло плавно, предотвращая наличие перегреваемых и холодных участков. Сковорода с высокой степенью проводимости не дает возможности достичь сразу двух этих целей, так как, если она будет слишком тонкой, тепло будет идти напрямую от конфорки через кастрюлю в еду, не нагрев сначала боковые поверхности. Другими словами, сковорода будут передавать неравномерность источника тепла, то есть электрической спирали или кольца газового пламени. При нагревании с помощью неравномерно работающей конфорки, таким образом, требуется сковорода с достаточно толстым дном, что дает достаточно времени для горизонтального распространения тепла во время его вертикального подъема.

Сковорода также должна с готовностью реагировать, когда повар включает или выключает конфорку, но в тоже время быть не настолько чувствительной, чтобы терять стабильную температуру вследствие несущественных колебаний источника тепла. Говоря научным языком, теплоемкость материала так же важна, как и теплопроводность кухонной посуды. К сожалению, производители в рекламе не делают акцент на теплоемкость своих товаров, а рассчитать ее самому достаточно сложно, поскольку необходимо знать толщину дна, теплоемкость материала, из которого сделан предмет и его плотность.

Удивительно, но плотность очень важна. Возьмем, к примеру, алюминий, имеющий самую высокую теплоемкость среди всех материалов, наиболее часто используемых для изготовления посуды. Это означает, что для повышения температуры алюминия потребуется большое количество энергии на единицу массы. Еще алюминий известен своей способностью быстро нагреваться. Почему? По большей части причина заключается в его легковесности; у него низкая плотность и, таким образом, относительно небольшая масса для нагревания.

Серебряный чайник стильный, но не практичный способ хранения горячего напитка. Серебро проводит тепло лучше, чем многие предметы кухонного обихода, поэтому ручки этого чайника изолированы твердой резиной. Вследствие высокой проводимости, чайник будет быстро остывать. Популярность серебряных чайников создала рынок сбыта для чехлов на чайники.

Керамическая посуда больше подходит для запекания, поскольку она обладает низкой степенью проводимости и сохраняет больше тепловой энергии, чем металлическая. Благодаря своей медленной реакции на тепло, она служит буфером против неизбежных колебаний температуры, возникающих в духовке.

В отличие от алюминия, чугун обладает низкой теплоемкостью, вдвое меньшей, чем у алюминия. Из этого вы можете заключить, что он легко нагревается. Но вместо этого, чугунная форма нагревается медленно и передает удивительно равномерное тепло, благодаря своей высокой плотности и тяжести.

К счастью, есть единственная величина, объединяющая все три свойства, имеющие значение для качества посуды: проводимость, теплоемкость и плотность. Это коэффициент тепловой диффузии. Он определяет, насколько быстро материал передает импульс тепла.

Это всеохватывающее свойство вызывает макроскопическое поведение, которое мы ценим или бракуем в наших кастрюлях, сковородах и другой посуде. Говорят, что медная посуда хорошо «проводит» тепло, и, действительно, медь является прекрасным проводником. Но на самом деле, имеется в виду, что высокая проводимость и низкая теплоемкость уравновешены значительной плотностью. Значит, медная посуда нагревается не только быстро, но и равномерно. Короче говоря, означает, что она обладает высоким коэффициентом тепловой диффузии.

От дна сковороды до рукоятки

Каждый материал на вашей кухне по-разному реагирует на тепло. Каждое из четырех значений, приведенных ниже, отражают различные свойства, которые по существу влияют на теплопроводность. Температуропроводность – одно из наиболее используемых среди них: чем она выше, тем быстрее материал передает импульс тепла.

Алюминий

Плотность: 2 700 кг/м³ Теплопроводность: 120-180 Вт/м•К Температуропроводность: 48,84-73,26 мм²/с

Медь

Удельная теплоемкость: 390 Дж/кг•°C Плотность: 8 960 кг/м³ Теплопроводность: 401 Вт/м•К Температуропроводность: 114,8 мм²/с

Нержавеющая сталь

Удельная теплоемкость: 490 Дж/кг•°C Плотность: 7 849 кг/м³Теплопроводность: 12,1-45,0 Вт/м•К Температуропроводность: 3,15-11,7 мм²/с

Чугун

Удельная теплоёмкость: 460 Дж/кг•°C Плотность: 7 210 кг/м³ Теплопроводность: 55 Вт/м•К Температуропроводность: 16,58 мм²/с

Серебро установленной пробы

Удельная теплоемкость: 245 Дж/кг•°C плотность: 10 200-10 300 кг/м³ Теплопроводность: 418 Вт/м К Температуропроводность: 167,3 мм²/с

Пенополистирольный холодильник

Удельная теплоемкость: 1 300 Дж/кг•°C Плотность: 100 кг/м³ Теплопроводность: 0,03 Вт/м•К Температуропроводность: 0,23 мм²/с

Стекло пирекс

Удельная теплоемкость: 84 Дж/кг•°C плотность: 2,230 кг/м³ Теплопроводность: 1,01 Вт/м•К Температуропроводность: 5,37 мм²/с

Деревянная разделочная доска

Удельная теплоемкость: 2 010 Дж/кг•°C Плотность: 590-930 кг/м³ Теплопроводность: 0,17 Вт/м•К Температуропроводность: 0,09-0,14 мм²/с

Силиконовые прихватки

Удельная теплоемкость: 1 460 Дж/кг•“C Плотность: 0,97 кг/м³ Теплопроводность: 0,15 Вт/м К Температуропроводность: 105,9 мм²/с

Cast-Iron Clinic — The Washington Post

Я прочитал несколько различных рекомендаций по добавлению приправы для железных сковородок и вок. Есть ли лучший способ?

Железные сковороды и вок по-разному приправляются, потому что обычно они сделаны из разных металлов. По сути, они оба из железа, но сковороды сделаны из чугуна, а вок обычно из углеродистой стали. Чугунная сковорода изготавливается путем заливки расплавленного металла в форму, а вок из листовой стали изготавливают из тонкого листового металла.

Во-первых, давайте взглянем на эту классическую старую черную железную сковороду, которая веками служила кухонным гарнитуром и ценилась бабушками и поварами за ее замечательную способность поддерживать постоянную температуру.

Многие книги приписывают эту способность тому «факту», что чугун является хорошим проводником тепла. Но правда как раз наоборот. Причина, по которой он так хорошо удерживает тепло, заключается в том, что чугун является относительно плохим проводником тепла: одна треть от алюминия и только одна пятая от меди.

Его низкая теплопроводность означает, что чугунная сковорода будет медленно нагреваться, потому что конфорка плиты нагревает только нижнюю поверхность, а затем тепло лишь медленно передается другим частям сковороды. Это может показаться недостатком, но на самом деле это не так, потому что наряду с нежеланием нагреваться возникает нежелание остывать. Поэтому, когда сковорода нагревается, вы можете рассчитывать на то, что она будет поддерживать равномерно высокую температуру для равномерного приготовления, без каких-либо горячих или холодных пятен. Это просто отлично подходит для жареной курицы и кукурузного хлеба, как вам скажет любой, кто ниже линии Мэйсона-Диксона.

С другой стороны, железные сковороды — плохой выбор для обжаривания, когда вам часто нужно быстро повышать или понижать температуру. Лучше всего для этого подходит медь, лучший проводник тепла, потому что она может мгновенно изменять свою температуру.

Другое уникальное свойство чугуна состоит в том, что, в отличие от алюминия, меди и нержавеющей стали, он действительно пористый. Это связано с тем, что по мере того, как жидкий металл затвердевает в форме, он сжимается, и если больше жидкости не подается достаточно быстро, чтобы компенсировать усадку, потерянный объем проявляется в виде внутренних пор. Опять же, это может показаться недостатком, и действительно будет, если вы попробуете использовать новую чугунную сковороду прямо из магазина. Еда прилипала к нему как сумасшедшая, потому что микроскопические нити еды застревали в отверстиях. Но именно пористость чугуна позволяет ему образовывать гладкую, черную, антипригарную, «выдержанную» поверхность.

Причина приправы

Рекомендации по добавлению приправ, в том числе от двух основных производителей чугунной посуды, Wagner и Lodge, различаются.Общая идея состоит в том, чтобы покрыть поверхность сковороды жиром и нагреть ее в духовке с температурой от 300 до 350 градусов в течение одного или двух часов, в течение которых жир просачивается в поры утюга и после нескольких повторений становится гладким. , темное покрытие, устойчивое к прилипанию.

Большинство сторонников растительного масла, но Джон «Hoppin ‘John» Мартин Тейлор, южный кулинар и автор книги «Бесстрашный кулинар» (Workman, 1997), клянется, что вы должны использовать только жир сала или бекона. Итак, что это? Я предполагаю, что в основном ненасыщенные жиры превращаются в лакообразное покрытие, которое мы пытаемся создать.(Techspeak: они легче окисляются, сшиваются и полимеризуются.) Это будет аргументом в пользу использования более ненасыщенных растительных масел. Но даже в сале для этого достаточно ненасыщенных жиров, поэтому я не думаю, что имеет большое значение, какой жир вы используете.

Итак, учитывая все обстоятельства, вот «лучший способ» приправить новую железную сковороду, адаптированный из рекомендаций Lodge Manufacturing Co.: Сначала сотрите антикоррозионное восковое покрытие производителя горячей сталью с мыльным наполнением. -шерстяная подушка.Смойте большим количеством горячей воды и тщательно высушите на медленном огне. С этого момента он больше никогда не должен видеть мыло или моющее средство. В конце концов, вы терпеливо создаете покрытие на масляной основе и не хотите, чтобы моющее средство «очищало» вашу работу. После использования просто потрите его щеткой или нейлоновым диском и горячей водой и тщательно высушите.

Затем растопите немного Crisco — компромисс, содержащий как насыщенные, так и ненасыщенные жиры — и протрите им все поверхности сковороды, внутри и снаружи, бумажным полотенцем.Поместите сковороду вверх дном в предварительно разогретую духовку при температуре 350 градусов на два часа, позволяя лишнему жиру стекать на противень или алюминиевую фольгу на решетке ниже. Выключите духовку и дайте сковороде остыть внутри. Повторите смазывание и нагревание дважды на новой сковороде и время от времени после этого, чтобы образовалась патина. Чем больше он выдержан и использован, тем лучше будут его антипригарные свойства.

Приправа для вок

Воки — это немного другой случай. Классические китайские воки делали из чугуна, тоньше, чем наши западные чугунные сковороды, но годного для сезонных.Сегодня большинство хороших вок делаются из тонкой углеродистой стали. Я не говорю о тех причудливых «сковородках» в форме вок, которые могут быть сделаны из анодированного алюминия, нержавеющей стали или бутербродов из склеенных металлов и даже могут иметь антипригарное покрытие или, не дай бог, электрически нагреваемые. (Моя причина призвать здесь небесное вмешательство состоит в том, что настоящая жарка в воке выполняется при очень высоких температурах над пламенем горячего, как ад, и электрический нагревательный элемент просто не разрежет его. Вместо жарки с перемешиванием, ваша пища была приготовлена на пару.)

Углеродистая сталь не пористая, поэтому ее выдержка должна происходить полностью на поверхности. И это происходит только понемногу; это не разовая сделка. На самом деле, лучший способ приправить вок — это использовать его ежедневно на протяжении всей жизни. Но если вы безвозвратно пожилые люди, сделайте следующее: смойте антикоррозийное покрытие на новом воке, тщательно просушите и приступайте к приготовлению. По словам Грейс Янг в «Мудрости китайской кухни» (Simon & Schuster, 1999), примерно через шесть месяцев регулярного использования он приобретет насыщенный оттенок красного дерева.И она имеет в виду регулярную. «Чем больше вы ее используете, — говорит она, — тем больше она становится похожей на сковороду с антипригарным покрытием, требующую все меньше и меньше масла для жарки».

Роберт Л. Волк (www.professor science.com) — почетный профессор химии Питтсбургского университета. Его последняя книга: «Что Эйнштейн сказал своему парикмахеру: научные ответы на повседневные вопросы» (Dell, $ 11,95). Присылайте свои вопросы по адресу [email protected].

Теплопроводность чугуна — Обзор

[1]

Перепись мирового литейного производства: 2004-2017 гг., Современное литье.http://www.thewfo.com/census/ [17.07.2019].

Google ученый

[2]

Ма З. Дж., Тао Д., Ян З. и др. Влияние вермикулярности на теплопроводность чугуна с вермикулярным графитом. Материалы и дизайн, 2016, 93: 418–422.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [3]

Pevec M, Oder G, Potrč I, et al. Малоцикловая усталость при повышенной температуре серого чугуна, используемого для автомобильных тормозных дисков.Анализ технических сбоев, 2014, 42: 221–230.

Артикул Google ученый

[4]

Bagnoli F, Dolce F, Bernabei M, et al. Термически усталостные трещины тормозных дисков из серого чугуна пожарных машин. Анализ технических отказов, 2009, 16 (1): 152–163.

Артикул Google ученый

[5]

Лан П., Чжан Дж. К. Прочность, микроструктура и химический состав серого чугуна для изложниц после различных циклов низкочастотных высокотемпературных нагрузок.Материалы и дизайн, 2014, 54 (1): 112–120.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [6]

Витик Р. А., Пайе Дж., Мишо В. и др. Оценка стоимости жизненного цикла и экологических характеристик легких материалов в автомобилях. Композиты, Часть A: Прикладная наука и производство, 2011, 42 (11): 1694–1709.

Артикул Google ученый

[7]

Li Y X, Liu B C, Loper Jr C. R.Исследование границы раздела твердое / жидкое при однонаправленном затвердевании чугуна. Труды Американского общества литейщиков, 1990, 98: 483–488.

Google ученый

[8]

Холмгрен Д. Обзор теплопроводности чугуна. Международный журнал исследований литых металлов, 2005, 18 (6): 331–345.

Артикул Google ученый

org/Book»> [9]

Чен Г. Транспортировка и преобразование энергии в наномасштабе.Серия MIT Pappalardo в машиностроении, Oxford University Press, 2005.

Google ученый

[10]

Ван Г. Х, Li Y X. Влияние легирующих элементов и температуры на теплопроводность феррита. Journal of Applied Physics, 2019, 126 (12): 125118.

Статья Google ученый

[11]

Тритт Т. М. Теплопроводность: теория, свойства и приложения.Springer Science & Business Media, 2005.

Google ученый

[12]

Холмгрен Д., Дизеги А., Свенссон И. Л. и др. Влияние шаровидности на теплопроводность чугуна. Международный журнал исследований литых металлов, 2007 г., 20 (1): 30–40.

Артикул Google ученый

[13]

Холмгрен Д., Селин М. Регрессионная модель, описывающая теплопроводность различных чугунов.Форум по материаловедению, 2010, 649: 499–504.

Артикул Google ученый

[14]

Селин М., Кениг М. Регрессионный анализ теплопроводности на основе измерений чугунов с уплотненным графитом. Металлургия и материаловедение A-Физическая металлургия и материаловедение, 2009, 40A: 3235–3244.

Артикул Google ученый

[15]

Ялава К., Сойвио К., Лайне Дж и др. Влияние кремния и микроструктуры на теплопроводность чугуна с шаровидным графитом при повышенных температурах. Международный журнал литья металлов, 2017, 7: 1–7.

Google ученый

[16]

Wang G Q, Chen X, Li Y X. Нечеткий нейросетевой анализ серого чугуна с высокой теплопроводностью и прочностью на разрыв. China Foundry, 2019, 16 (3): 190–197.

Артикул Google ученый

[17]

Helsing J, Helte A.Эффективная проводимость агрегатов анизотропных зерен. Журнал прикладной физики, 1991, 69 (6): 3583–3588.

Артикул Google ученый

[18]

Хелсинг Дж. , Гримвалл Г. Теплопроводность чугуна: модели и анализ экспериментов. Журнал прикладной физики, 1991, 70 (3): 1198–1206.

Артикул Google ученый

[19]

Nan C. W., Birringer R, Gleiter H, et al.Эффективная теплопроводность порошковых композитов с межфазным термическим сопротивлением. Журнал прикладной физики, 1997, 81 (10): 6692–6699.

Артикул Google ученый

[20]

Величко А., Вигманн А., Мюклих Ф. Оценка эффективных проводимостей сложных микроструктур чугуна с использованием ФИБтомографического анализа. Acta Materialia, 2009, 57 (17): 5023–5035.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [21]

Ма З. Дж., Вэнь Ц., Тао Д. и др.Численное моделирование и анализ теплопроводности чугуна с вермикулярным графитом. Журнал Сианьского технологического университета, 2016, 36: 522–527. (На китайском языке)

Google ученый

[22]

Американское общество испытаний и материалов. Стандартный метод испытаний свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью прибора для измерения теплового потока. ASTM International, 2017.

Google ученый

[23]

Li L B, Sun Y F.Справочник физических свойств металлических материалов. China Machine Press, 2011: 96–104. (На китайском языке)

Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [24]

Кай М., Бин Л., Гуан В. Применение метода измерения теплопроводности. Хранение и обработка, 2005, 5 (6): 35–38.

Google ученый

[25]

Сталхане Б., Пык С. Новый метод определения коэффициентов теплопроводности.Тек. Тидскр, 1931, 61 (28): 389–393.

Google ученый

[26]

Густафссон С. Э. Методы плоских источников переходных процессов для измерений теплопроводности и температуропроводности твердых материалов. Обзор научных инструментов, 1991, 62 (3): 797–804.

Артикул Google ученый

[27]

Паркер В. Дж., Дженкинс Р. Дж., Батлер С. П. и др. Флэш-метод определения температуропроводности, теплоемкости и теплопроводности.Журнал прикладной физики, 1961, 32 (9): 1679–1684.

Артикул Google ученый

[28]

Xu D M, Wang G Q, Chen X, et al. Влияние элементов сплава на пластичность и теплопроводность чугуна с компактным графитом. China Foundry, 2018, 15 (3): 189–195.

Артикул Google ученый

[29]

Доусон С. Чугун с компактным графитом: механические и физические свойства для проектирования двигателей.Vdi Berichte, 1999, 1472: 85–106.

Google ученый

[30]

Максвелл Дж. Трактат об электричестве и магнетизме. Оксфорд: Clarendon Press, 1873.

Google ученый

[31]

Ойкен А. Общие правила теплопроводности различных типов веществ и агрегатных состояний. Исследования в области инженерии А, 1940, 11 (1): 6–20. (На немецком языке)

Google ученый

[32]

Сюй Дж. З., Гао Б. З., Кан Ф. Ю.Реконструкция модели Максвелла для эффективной теплопроводности композиционных материалов. Прикладная теплотехника, 2016, 102: 972–979.

Артикул Google ученый

[33]

Бруггеман В.Д. А.Г. Расчет различных физических констант в гетерогенных веществах, I: Константы диэлектрической проницаемости и проводимости смешанных тел из изотропных веществ. Анналы физики, 1935, 416 (7): 636–664. (На немецком языке)

Артикул Google ученый

[34]

Nan C. W., Birringer R, Clarke D. R, et al.Эффективная теплопроводность порошковых композитов с межфазным термическим сопротивлением. Журнал прикладной физики, 1997, 81 (10): 6692–6699.

Артикул Google ученый

[35]

Хассельман Д. П., Джонсон Л. Ф. Эффективная теплопроводность композитов с сопротивлением межфазного теплового барьера. Журнал композитных материалов, 1987, 21 (6): 508–515.

Артикул Google ученый

[36]

Гамильтон Р. Л., Кроссер О. К.Теплопроводность гетерогенных двухкомпонентных систем. Основы промышленной и инженерной химии, 1962, 1 (3): 187–191.

Артикул Google ученый

[37]

Хатта Х., Тая М., Кулацкий Ф. А. и др. Температуропроводность композитов с различными типами наполнителей. Журнал композитных материалов, 1992, 26 (5): 612–625.

Артикул Google ученый

[38]

Холмгрен Д. М., Дизеги А., Свенссон И. Л. и др.Влияние перехода от пластинчатого графита к уплотненному на теплопроводность чугуна. Литые металлы, 2006, 19 (6): 303–313.

Артикул Google ученый

[39]

Liu Y Z, Li Y F, Xing J D и др. Влияние морфологии графита на предел прочности и теплопроводность чугуна. Характеристика материалов, 2018, 144: 155–165.

Артикул Google ученый

[40]

Мацусита Т., Саро А.Г., Элмквист Л. и др.О теплопроводности чугунов CGI и SGI. Международный журнал исследований литых металлов, 2018, 31 (3): 135–143.

Артикул Google ученый

[41]

Хашин З., Штрикман С. Вариационный подход к теории эффективной магнитной проницаемости многофазных материалов. Журнал прикладной физики, 1962, 33 (10): 3125–3131.

MATH Статья Google ученый

[42]

Фредрикссон Х. , Свенссон И. Л.Компьютерное моделирование структуры, образовавшейся при затвердевании чугуна. MRS Proceedings, 1984, 34: 273.

Статья Google ученый

[43]

Дардати П. М., Годой Л. А., Челентано Д. Дж. Микроструктурное моделирование процесса затвердевания чугуна с шаровидным графитом. Журнал прикладной механики, 2006, 73 (6): 977–983.

MATH Статья Google ученый

[44]

Sun Y, Luo J, Mi G F и др.Численное моделирование и устранение дефектов в отливке заднего моста грузового автомобиля из чугуна с шаровидным графитом. Материалы и дизайн, 2011, 32 (3): 1623–1629.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [45]

Инь Й Дж, Ту Зи Х, Шен Х и др. Оцифровка технологии литья чугуна с шаровидным графитом. Современный чугун, 2018, 38 (05): 63–68. (На китайском языке)

Google ученый

[46]

Фукумасу Н. К., Пелегрино П. Л., Куэва Г. и др.Численный анализ напряжений, возникающих при скольжении цилиндра по чугуну с компактным графитом. Износ, 2005, 259: 1400–1407.

Артикул Google ученый

[47]

Ткая М. Б., Мезлини С., Мансори М. Е. и др. О некоторых трибологических эффектах графитовых конкреций в механизме износа чугуна SG: конечный элемент и экспериментальный анализ. Износ, 2009, 267 (1): 535–539.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [48]

Люстина Г., Ларссон Р., Фагерстрём М.Методология моделирования механической обработки на основе КЭ с учетом микроструктуры чугуна. Конечные элементы в анализе и дизайне, 2014, 80: 1–10.

Артикул Google ученый

[49]

Величко А., Хольцапфель С., Мюклих Ф. Трехмерное определение морфологии графита в чугуне. Современные инженерные материалы, 2007, 9: 39–45.

Артикул Google ученый

[50]

Swartz E T, Pohl R O.Термическое граничное сопротивление. Обзоры современной физики, 1989, 61 (3): 605.

Статья Google ученый

[51]

Стоунер Р. Дж., Марис Х. Дж. Проводимость Капицы и тепловой поток между твердыми телами при температурах от 50 до 300 К. Physical Review B: Condensed Matter, 1993, 48 (22): 16373.

Article Google ученый

[52]

Ян В., Ма З. Дж., Ян З. и др. Численное моделирование влияния окисления на теплопроводность чугуна с вермикулярным графитом.Журнал Сианьского технологического университета, 2019, 39: 458–462. (На китайском языке)

MathSciNet Google ученый

[53]

Селин М. Использование регрессионного анализа для оптимизации сочетания теплопроводности и твердости в чугуне с компактным графитом. Ключевые технические материалы, 2010, 457: 337–342.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [54]

Селин М. Прочность на растяжение и термические свойства чугунов с уплотненным графитом при повышенных температурах.Металлургические операции и материалы A, 2010, 41 (12): 3100–3109.

Артикул Google ученый

[55]

Уильямс Р. К., Ярбро Д. В., Мейси Дж. В. и др. Экспериментальное определение фононной и электронной составляющих теплопроводности ОЦК-железа. Журнал прикладной физики, 1981, 52 (8): 5167–5175.

Артикул Google ученый

[56]

Уильямс Р. К., Грейвс Р. С., Уивер Ф. Дж. И др.Влияние точечных дефектов на фононную теплопроводность ОЦК-железа. Журнал прикладной физики, 1987, 62 (7): 2778–2783.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [57]

Терада Ю., Окубо К., Мохри Т. и др. Влияние легирующих добавок на теплопроводность ферритного железа. ISIJ International, 2002, 42 (3): 322–324.

Артикул Google ученый

[58]

Rukadikar M C, Reddy G P.Влияние химического состава и микроструктуры на теплопроводность легированных чугунов с перлитным чешуйчатым графитом. Журнал материаловедения, 1986, 21 (12): 4403–4410.

Артикул Google ученый

[59]

Дональдсон Дж. У. Теплопроводность высокопрочных и легированных чугунов. Британский литейщик, 1938, 32: 125–131.

Google ученый

[60]

Динг Х Ф, Ли Х З, Хуанг Х и др. Влияние добавки Mo на микроструктуру и свойства литого серого чугуна. Материаловедение и инженерия: A, 2018, 718: 483–491.

Артикул Google ученый

[61]

Xu D M, Wang G Q, Chen X и др. Влияние Mo и Ni на теплопроводность чугуна с уплотненным графитом при повышенной температуре. Международный журнал исследований литых металлов, 2019: 1–9.

Google ученый

[62]

Корн Д., Пфайфл Д. П. Х., Нибур Дж.Удельное электрическое сопротивление метастабильных твердых растворов медь-железо. Zeitschrift Für Physik B Condensed Matter, 1976, 23 (1): 23–26.

Артикул Google ученый

[63]

Ангус Х. Т. Механические, физические и электрические свойства чугуна. Физические и технические свойства чугуна, 1976, 48 (2): 34–160.

Артикул Google ученый

[64]

Ho C Y, Пауэлл Р. У., Лили П. Э.Теплопроводность элементов. Журнал физических и химических справочных данных, 1972, 1 (2): 279–421.

Артикул Google ученый

[65]

Хейнс В. М. Справочник CRC по химии и физике, 97-е издание. Taylor & Francis Group, Лондон, Нью-Йорк, 2017: 2117–2295.

Google ученый

[66]

Пельке Р. Д., Джейараджан А., Вада Х. Сводка термических свойств литейных сплавов и материалов для форм. Технический отчет NASA STI / Recon N, 1982, 83.

Google ученый

[67]

Баландин А.А. Тепловые свойства графена и наноструктурированных углеродных материалов. Материалы природы, 2011, 10 (8): 569–581.

Артикул Google ученый

[68]

Клеменс П.Г., Педраса Д.Ф. Теплопроводность графита в базисной плоскости. Углерод, 1994, 32 (4): 735–741.

Артикул Google ученый

[69]

Горни М., Лелито Дж., Кавалек М. и др.Теплопроводность тонкостенных отливок из чугуна с компактным графитом. ISIJ International, 2015, 55 (9): 1925–1931.

Артикул Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [70]

Холмгрен Д., Келлбом Р., Свенссон И. Л. Влияние направления роста графита на теплопроводность чугуна. Металлургические операции и материалы A, 2007, 38 (2): 268–275.

Артикул Google ученый

[71]

Бунинг К. Д., Таран Ю. Н.Чугунная конструкция. China Machine Press, 1977 г. (на китайском языке)

Google ученый

[72]

Люкс В, Минкофф И., Моллард Ф. и др. Ветвление кристаллов графита, растущих из металлического раствора. В: Proc. 2-й Междунар. Симпозиум по металлургии чугуна, 1976: 495–508.

Google ученый

[73]

Ruff G F, Wallace J F. Конфигурация графита в сером чугуне. Американское общество литейщиков, 1977 AFS Research Reports, 1978: 11–14.

Google ученый

[74]

Лю Б. С. и др. Изучение морфологии вермикулярного графита. Современный чугун, 1982, (4): 8–11. (На китайском языке)

Google ученый

[75]

Li C L, Liu B. C., Wu D. H. Графитовый атлас чугуна: фотографии оптики и растрового электронного микроскопа. China Machine Press, 1983. (на китайском языке)

Google ученый

[76]

Величко А., Хольцапфель С., Зиферс А. и др.Однозначная классификация сложных микроструктур по их трехмерным параметрам применительно к графиту в чугуне. Acta Materialia, 2008, 56 (9): 1981–1990.

Артикул Google ученый

[77]

Ян З., Ван Дж. В., Фенг И. П. и др. Кинетика кристаллизации эвтектического серого чугуна. Труды материалов и термической обработки, 2017, 38: 152–158.

Google ученый

[78]

Fan H Y, et al.Влияние температуры на теплопроводность чугунов. Обзор материалов, 1996, 3: 23–25. (На китайском языке)

Google ученый

[79]

Peet M J, et al. Прогноз теплопроводности стали. Международный журнал тепло- и массообмена, 2011, 54 (11-12): 2602–2608.

MATH Статья Google ученый

org/ScholarlyArticle»> [80]

Уильямс Р. К., Грейвс Р. С., Макелрой Д. Л.Тепловая и электрическая проводимость улучшенной стали 9 Cr-1 Mo от 360 до 1000 K. International Journal of Thermophysics, 1984, 5 (3): 301–313.

Артикул Google ученый

[81]

Джулиан К. Л. Теория теплопроводности в кристаллах инертных газов. Physical Review, 1965, 137 (1A): 128–137.

MathSciNet Статья Google ученый

[82]

Клеменс П. Г.Теория a-плоскости теплопроводности графита. Журнал материалов с широкой запрещенной зоной, 2000, 7 (4): 332–339.

Артикул Google ученый

[83]

Чжоу Ю. Ю. Цветная металлография чугуна. Литейный завод Китая, 2009, 6 (1): 57–69.

Google ученый

[84]

Wang G Q, Chen X, Li Y X и др. Влияние легирующих элементов на теплопроводность перлитного серого чугуна.Журнал Iron and Steel Research International, 2019, 26 (9): 1022–1030.

Артикул Google ученый

[85]

Wang G Q, Chen X, Li Y X и др. Влияние модифицирования на перлитный серый чугун с высокой теплопроводностью и прочностью на разрыв. Материалы, 2018, 11 (10): 1876.

Статья. Google ученый

Лучшие металлы для теплопроводности

Теплопроводность — это термин, который описывает, насколько быстро материал поглощает тепло из областей с высокой температурой и перемещает его в области с более низкой температурой. Лучшие теплопроводящие металлы обладают высокой теплопроводностью и могут использоваться во многих сферах, таких как посуда, теплообменники и радиаторы. С другой стороны, металлы с более низкой скоростью теплопередачи также полезны, когда они могут действовать как тепловой экран в приложениях, которые выделяют большое количество тепла, таких как двигатели самолетов.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом металлических изделий на IMS!

Вот рейтинг теплопроводных металлов и металлических сплавов от самого низкого до самого высокого среднего значения теплопроводности в ваттах на метр-К при комнатной температуре:

Нержавеющая сталь (16)
Свинец (35)
Углеродистая сталь (51)
Кованое железо (59)
Утюг (73)
Алюминиевая бронза (76)
Медь латунь (111)
Алюминий (237)
Медь (401)
Серебро (429)

Нержавеющая сталь

Обладая одной из самых низких коэффициентов теплопроводности для металлического сплава, нержавеющей стали требуется гораздо больше времени для отвода тепла от источника, чем, скажем, меди. Это означает, что кастрюля из нержавеющей стали нагревает пищу гораздо дольше, чем кастрюля с медным дном (хотя у нержавеющей стали есть и другие преимущества). В паровых и газовых турбинах на электростанциях используется нержавеющая сталь, помимо других свойств, благодаря ее термостойкости. В архитектуре облицовка из нержавеющей стали может дольше выдерживать высокие температуры, сохраняя здания прохладнее на солнце.

Алюминий

Хотя алюминий имеет немного меньшую теплопроводность, чем медь, он легче по весу, дешевле и с ним проще работать, что делает его лучшим выбором для многих приложений.Например, в микроэлектронике, такой как светодиоды и лазерные диоды, используются крошечные радиаторы с алюминиевыми ребрами, которые выступают в воздух. Тепло, генерируемое электроникой, передается от кристалла к алюминию, а затем к воздуху либо пассивно, либо с помощью принудительной конвекции воздушного потока или термоэлектрического охладителя.

Просмотреть доступные металлы

Медь

Медь имеет очень высокую теплопроводность, намного дешевле и доступнее серебра, которое является лучшим металлом для отвода тепла. Медь устойчива к коррозии и биообрастанию, что делает ее хорошим материалом для солнечных водонагревателей, газовых водонагревателей и промышленных теплообменников, холодильников, кондиционеров и тепловых насосов.

Другие факторы, влияющие на теплопроводность

При выборе металлов, которые лучше всего подходят для теплопроводности, вы должны также принимать во внимание другие факторы, помимо теплопроводности, которые влияют на скорость теплового потока. Например, начальная температура металла может иметь огромное значение для скорости теплопередачи.При комнатной температуре железо имеет теплопроводность 73, но при 1832 ° F его проводимость падает до 35. Другие факторы включают разницу температур в металле, толщину металла и площадь поверхности металла.

Ваш местный поставщик металла, обслуживающий Южную Калифорнию, Аризону и Северную Мексику

Industrial Metal Supply — крупнейший на Юго-Западе поставщик всех видов металлообрабатывающего оборудования и принадлежностей для металлообработки.

Запросите предложение или свяжитесь с IMS сегодня.

Данные взяты из Engineering Toolbox.

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Металл Супермаркеты

Теплопроводность измеряет способность металла проводить тепло. Это свойство различается в зависимости от типа металла, и его важно учитывать в приложениях, где часто встречаются высокие рабочие температуры.

В чистых металлах теплопроводность примерно не меняется с повышением температуры. Однако в сплавах теплопроводность увеличивается с температурой.

Какие металлы лучше всего проводят тепло?

Обычные металлы, ранжированные по теплопроводности
Рейтинг	Металл	Теплопроводность [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)]
1	Медь	223
2	Алюминий	118
3	Латунь	64
4	Сталь	17
5	бронза	15

Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий обладают самой высокой теплопроводностью, а сталь и бронза — самой низкой. Теплопроводность — очень важное свойство при выборе металла для конкретного применения. Поскольку медь является отличным проводником тепла, она хороша для теплообменников, радиаторов и даже днища кастрюль. Поскольку сталь плохо проводит тепло, она подходит для использования в высокотемпературных средах, таких как двигатели самолетов.

Вот некоторые важные области применения, в которых требуются металлы, хорошо проводящие тепло:

Теплообменники
Радиаторы
Посуда

Теплообменники

Теплообменник — это обычное применение, где важна хорошая теплопроводность.Теплообменники выполняют свою работу, передавая тепло для достижения нагрева или охлаждения.

Медь — популярный выбор для теплообменников в промышленных объектах, систем кондиционирования воздуха, охлаждения, резервуаров для горячей воды и систем подогрева полов. Его высокая теплопроводность позволяет теплу быстро проходить через него. Медь обладает дополнительными свойствами, необходимыми для теплообменников, включая устойчивость к коррозии, биологическому обрастанию, нагрузкам и тепловому расширению.

Алюминий также может использоваться в некоторых теплообменниках как более экономичная альтернатива.

Теплообменники обычно используются в следующих ситуациях:

Промышленные объекты

Теплообменники на промышленных объектах включают ископаемые и атомные электростанции, химические предприятия, опреснительные установки и морские службы.

В промышленных объектах медно-никелевый сплав используется для изготовления трубок теплообменника. Сплав обладает хорошей коррозионной стойкостью, что защищает от коррозии в морской среде. Он также обладает хорошей устойчивостью к биологическому обрастанию, чтобы избежать образования водорослей и морского мха.Алюминиево-латунный сплав обладает аналогичными свойствами и может использоваться как альтернатива.

Солнечные системы термального водоснабжения

Солнечные водонагреватели — это экономичный способ нагрева воды, в котором медная трубка используется для передачи солнечной тепловой энергии воде. Медь используется из-за ее высокой теплопроводности, устойчивости к воздушной и водной коррозии и механической прочности.

Газовые водонагреватели

Газо-водяные теплообменники передают тепло, выделяемое газовым топливом, воде.Они распространены в жилых и коммерческих котлах. Для газовых водонагревателей предпочтительным материалом является медь из-за ее высокой теплопроводности и простоты изготовления.

Принудительное воздушное отопление и охлаждение

Тепловые насосы, использующие воздух, давно используются для отопления жилых и коммерческих помещений. Они работают за счет теплообмена воздух-воздух через испарители. Их можно использовать в дровяных печах, котлах и печах. Опять же, медь обычно используется из-за ее высокой теплопроводности.

Радиаторы

Радиаторы — это тип теплообменника, который передает тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, в движущуюся охлаждающую жидкость. Жидкость отводит тепло от устройства, позволяя ему остыть до желаемой температуры. Используются металлы с высокой теплопроводностью.

В компьютерах

радиаторы используются для охлаждения центральных процессоров или графических процессоров. Радиаторы также используются в мощных устройствах, таких как силовые транзисторы, лазеры и светодиоды (светодиоды).

Радиаторы предназначены для увеличения площади поверхности, контактирующей с охлаждающей жидкостью.

Алюминиевые сплавы являются наиболее распространенным материалом для теплоотвода. Это потому, что алюминий стоит меньше меди. Однако медь используется там, где требуется более высокий уровень теплопроводности. В некоторых радиаторах используются комбинированные алюминиевые ребра с медным основанием.

Посуда

Металл с хорошей теплопроводностью чаще используется в быту в посуде. Когда вы разогреваете еду, вы не хотите ждать весь день.Вот почему медь используется для изготовления дна высококачественной посуды, потому что металл быстро проводит тепло и равномерно распределяет его по своей поверхности.

Однако, если у вас ограниченный бюджет, вы можете использовать алюминиевую посуду в качестве альтернативы. Для разогрева еды может потребоваться немного больше времени, но ваш кошелек будет вам благодарен!

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и листы. Мы можем разрезать металл в соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Сравнение теплопроводности нержавеющей стали с другими металлами

Теплопроводность — это процесс, при котором тепловая энергия переносится через материю, давая материалу способность проводить тепло. Электропроводность, или проводимость, обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр. Ватт — это единица мощности, обычно определяемая либо как вольт-ампер, либо как джоули энергии в секунду. Кельвин — это абсолютная единица измерения температуры, где нулевой кельвин — это абсолютный ноль.

Материалы с хорошей теплопроводностью, например, некоторые металлы, быстро передают большое количество тепла. Например, медное дно кастрюли быстро нагревается и рассеивает это тепло по остальной части кастрюли. Плохие теплопроводники медленно переносят тепло, что может быть полезно для строительных материалов.

Теплопроводность некоторых металлов

Металлы содержат электроны, которые в первую очередь ответственны за отвод тепла. Самая высокая теплопроводность наблюдается у чистейших металлов в отожженном состоянии.Металлы, которые обычно встречаются при низкотемпературных работах, включают нержавеющую сталь, углеродистую сталь и алюминий.
У некоторых металлов теплопроводность в значительной степени зависит от чистоты и состояния металла. Для криогенных (холодопроизводительных) применений используются медь и алюминий, где требуется хорошая теплопроводность. Нержавеющая сталь используется там, где подходит относительно низкая теплопроводность. Это применимо к инфраструктуре для таких вещей, как элементы каркаса.

Электропроводность алюминия

Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт на кельвин на метр. Алюминиевые сплавы обычно имеют гораздо более низкую проводимость. Однако он редко бывает таким же низким, как у железа и стали. Алюминий часто используется в радиаторах электронных устройств из-за хорошей теплопроводности металла.

Электропроводность углеродистой стали

Теплопроводность углеродистой стали намного ниже, чем у алюминия. Его теплопроводность составляет около 45 Вт на кельвин на метр.Этот материал — хороший и экономичный выбор для строительных элементов конструкции.

Электропроводность нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет даже более низкую проводимость, чем углеродистая сталь, около 15 Вт на кельвин на метр. Нержавеющая сталь — идеальный материал для конструкций в агрессивных средах или для конструкций из конструкционной стали, подвергающейся воздействию архитектурных сооружений (AESS).

Преимущества нержавеющей стали

Материалы с низкой теплопроводностью препятствуют передаче тепла.Это может привести к повышению энергоэффективности и стабильности материала. Низкая теплопроводность нержавеющей стали делает ее хорошим материалом для фасадов зданий, стеклянных конструкций и систем навесных стен. Нержавеющая сталь также остается стабильной при контакте с теплом, например, во время производственного процесса или в пищевом оборудовании, таком как печи и конвейеры.

Создание профилей для ваших нужд

Stainless Structurals — мировой лидер в производстве профилей из нержавеющей стали и нестандартных профилей, включая профили с острыми углами.Мы используем различные производственные технологии, чтобы предоставить нашим клиентам компоненты высочайшего качества для самых разных областей применения. Наша технология Laser Fusion особенно впечатляет. Свяжитесь с нами для получения более подробной информации о наших продуктах и инновационных производственных процессах.

Сравнение чугуна и нержавеющей стали — Khymos

Чугунная посуда давно сохраняет тепло. Это действительно так? Лучший способ узнать это — эксперимент.Я решил сравнить чугунный горшок с горшком из нержавеющей стали. Я использовал эти горшки:

Для первого эксперимента я налил в каждую по 2,5 л воды, закрывал крышкой, довел до кипения и дал им закипеть в течение минуты, чтобы сам горшок был теплым. Затем оба были помещены на пробковые пластины и оставлены охлаждаться. Температурный зонд осторожно вставляли под крышку, чтобы уменьшить тепловые потери, и извлекали, как только температура стабилизировалась.Для второго эксперимента было использовано 5 л воды. Измеренные температуры показаны на графике.

Вопреки моим ожиданиям, кастрюля из нержавеющей стали сохраняет воду теплее! Примерно через 1,5 часа разница между ними составляет 10 ° C. Как и ожидалось, при использовании 5 л воды она дольше остается теплой. Физические данные для двух горшков приведены в следующей таблице:

	Чугун	Нержавеющая сталь
Объем	6 л	6 л
Диаметр	27,9 см	25,0 см
Высота	11,5 см	14,5 см
Площадь поверхности (верх + стороны)	1619 см ²	1629 см ²
Площадь поверхности в контакте с 5 л воды	1301 см ²	1286 см ²
Масса	6,1 кг	2,3 кг
Толщина стенки	~ 4 мм
Теплоемкость сковороды	2,8 кДж / К	1,2 кДж / К
Теплопроводность	80 Вт · м ^-1 К ^-1	16 Втм ^-1 К ^-1
Температуропроводность	22 x 10 ^-6 м ² / с	4. 3 x 10 ^-6 м ² / с
Коэффициент излучения	0,95	0,07

Теплоемкость чугунного котла более чем вдвое выше, чем у котла из нержавеющей стали. Но это ничтожно мало по сравнению с теплоемкостью воды: 10,5 кДж / К (2,5 л) и 20,9 кДж / К (5,0 л). Кроме того, существует лишь небольшая разница в площади их поверхности, которая не может объяснить наблюдаемую большую разницу в потере температуры.

Это оставляет мне два объяснения:

Чугун лучше проводит тепло и имеет более высокий коэффициент температуропроводности

Чугун (почти черный) имеет гораздо более высокий коэффициент излучения, чем полированная поверхность из нержавеющей стали.Причина этого в том, что поглощение и отражение излучения взаимосвязаны.

Я предполагаю, что разница в коэффициенте излучения более важна (но, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь). Таким образом, с помощью инфракрасного термометра можно измерить разницу между горшками из чугуна и полированной нержавеющей стали (даже если они имеют одинаковую температуру!) Из-за разницы в коэффициенте излучения. Кто-нибудь, кто сможет провести эксперимент и отчитаться?

Заключение: Есть много веских причин использовать чугун, но поддержание температуры пищи — не одна из них!

Чугун против литого алюминия — Wonderffle

С появлением вафельниц с наполнителем из литого алюминия компания Wonderffle предлагает на выбор две модели продукции.

Эти два материала хорошо подходят для изготовления посуды по уважительной причине.

Чугун веками использовался в кухонной посуде. Самые ранние упоминания о его использовании на Западе относятся к 7 веку нашей эры. Его использование в Азии возникло еще раньше. Популярность чугуна в кухонной посуде, являющегося основным продуктом в домашних хозяйствах во всем мире, начала уменьшаться в середине 20 века, но в последние годы вновь возросла.

С другой стороны, использование алюминия в кухонной посуде является относительно новым, так как оно возникло в 20 веке в результате разработки синтетических антипригарных покрытий. Алюминий — самый распространенный металл земной коры, он используется примерно в половине всей посуды, производимой во всем мире.

Поскольку может быть сложно решить, какой материал выбрать, это краткое сравнение двух моделей может помочь вам принять обоснованное решение.

Вес

Наиболее заметная разница между двумя моделями — это вес. Модель из чугуна на 4 фунта тяжелее, чем ее литой алюминиевый аналог. Это имеет серьезные последствия для процесса приготовления, поскольку требует переворачивания устройства, а также для транспортных расходов.

Кулинария с антипригарным покрытием

Модели из чугуна и литого алюминия по-разному создают антипригарные поверхности для приготовления пищи. На чугуне можно создать естественную антипригарную поверхность с помощью процесса, называемого приправой.

Модель из литого алюминия имеет синтетическую, но безопасную для пищевых продуктов антипригарную поверхность, не требующую добавления приправ. Однако абразивные инструменты нельзя использовать для обработки литого алюминия, так как они могут поцарапать его антипригарную поверхность.

Чугун имеет репутацию более здорового варианта, чем алюминий.Некоторые воспринимают как пользу тот факт, что пищевое железо проникает в пищу. Тем не менее, люди, которые уже потребляют дополнительное количество железа с помощью поливитаминных добавок, или люди с гемохроматозом, возможно, захотят отказаться от приготовления чугуна.

Основная проблема для здоровья при приготовлении пищи из алюминия связана с его синтетической антипригарной поверхностью. Поскольку при приготовлении с вафельницей The Wonderffle Stuffed Waffle Iron инструменты не требуются, вероятность того, что антипригарное покрытие отклеится и попадет в пищу, невелика.

Представление о том, что использование алюминиевой посуды вызывает болезнь Альцгеймера, было опровергнуто Ассоциацией Альцгеймера со ссылкой на исследования, которые «не смогли подтвердить какую-либо роль алюминия в возникновении болезни Альцгеймера».

Варочные поверхности

Обе модели можно готовить на газовых и электрических плитах и уличных грилях (с прямым нагревом). Однако на индукционных плитах можно использовать только чугунную модель. Он также больше подходит для приготовления в духовке, так как модель из литого алюминия безопасна в духовке только до 170 ° C (335 ° F). Наконец, чугунная посуда может повредить стеклянные варочные панели. Поэтому в этом случае лучше всего подойдет алюминиевая модель.

Тепловые свойства и теплостойкость

Чугун имеет низкую теплопроводность и высокую теплоемкость.Это означает, что чугунной модели потребуется больше времени для предварительного нагрева и она будет готовиться при более низких температурах по сравнению с литой алюминиевой моделью. Кроме того, чугунную модель можно использовать в духовке для высоких температур, как уже упоминалось ранее. Чугун также обладает высокой теплоотдачей, а это означает, что модель из чугуна охлаждается намного дольше, чем модель из литого алюминия.

В отличие от моделей из чугуна, которые представляют собой одно целое с посудой, ручки модели из литого алюминия изготовлены из жаропрочной нержавеющей стали.Кроме того, на центральных ручках кастрюли нанесено покрытие из термопласта, которое дополнительно снижает теплоотдачу. В результате приготовление пищи с использованием модели из литого алюминия можно производить голыми руками, а при приготовлении с использованием модели из чугуна требуются кулинарные перчатки.

Размеры

Хотя обе модели имеют почти одинаковые размеры, процесс литья алюминия обеспечивает большую точность. Части модели из литого алюминия плотнее прилегают друг к другу, чем части модели из чугуна.Очень жидкое тесто, такое как это, сделанное только из яиц и жирных сливок, скорее всего, протечет между швами центральной кастрюли чугунной модели.

Существует также существенная разница между петлевыми узлами двух моделей. Верхняя и нижняя чаши модели из литого алюминия соединены шарниром из нержавеющей стали, состоящим из штифта «папа / мама». Две сковороды можно разделить, потянув их в противоположных направлениях вдоль оси шарнира.

Петля на чугунной модели составляет одно целое с верхней и нижней панелями.Детали плохо прилегают друг к другу и не будут оставаться вместе, если центральный поддон поднимать с нижнего поддона при открытом устройстве.

Bottom Line?

Обе модели обладают уникальными свойствами, подходящими для разных сценариев приготовления. Выбор между ними во многом зависит от предпочтений, хотя вес и использование индукционных варочных панелей могут тем или иным образом повлиять на принятие решения. Конечно, мы бы не сочли плохим решением приобрести обе модели.