Алюминий обладает теплопроводностью: Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

Содержание

Теплопроводность алюминиевых сплавов

01.10.2019

Теплопроводностью называется свойство передавать энергию от нагреваемого участка материала к более холодному участку. Показатель учитывается при расчетах в изготовлении различных сплавов.

Сведения о показателе теплопроводности

Процесс передачи тепла в теле любого вещества происходит между атомными и молекулярными связями материала, в которых температурный режим неравномерный.
Любое вещество нагревается постепенно, передавая энергию тепла от участка к участку. Это теплоотдача зависит от состояния вещества.
Проводимость тепла зависит от:
1. Агрегатного состояния вещества,
2. Скорости нагрева.
3. Показателя плотности.
4. Температуры плавления.
Коэффициентом проводимости тепла называется — количество теплоты, проходящей через единицу площади материала за определённый промежуток времени при изменении температур.

От чего зависит проводимость тепла
Алюминий имеет структуру кристалла — куб.

При температуре 200С удельный вес = 2,7 г/см3.
Температурный показатель плавления равен от +657 до +660,2 0С.
Если алюминий повышенной чистоты, то металл начинает плавиться при +1800 до 2060 0С. Удельная теплоемкость в период нагревания повышается, так же повышается коэффициенты расширения и теплопроводности
Теплопроводность алюминия, по сравнению с другими металлами считается высокой.

Алюминий вступая в реакцию с кислородом, образовывает оксидную плёнку на поверхности. Последняя предохраняет металл от дальнейшего окисления.
Алюминиевые сплавы обладают уникальными свойствами:
1. При плавлении алюминия, находящийся в ней водород растворяется, что приводит к образованию пор в металле. При наличии в составе примесей кальция, калия или натрия, так же приводит к пористости.
2. Структура материала становиться однородной при остывании, если в сплаве присутствуют добавки железа, ванадия, никеля или циркония.

3. К некоторым химическим элементам алюминий сплавы остаются инертны. Наличия таких веществ, как сера и её производные выпадают в осадок, образовывая шлак, на изменении структуры и на свойства сплавов не влияют.
4. Под воздействием азота, фосфора или углерода свойства материала не изменяются.

Прочность алюминия в чистом виде невысокая, поэтому для производства готовых изделий, технология литья используется крайне редко. Как правило это разливного вида чушки, изготавливаемы е для дальнейшего проката и ковки.

Теплопроводность алюминиевых сплавов

Продукция из алюминиевых сплавов делится по видам технологического цикла:
1. Литейные. Выполнять литых изделий.
2. Деформируемые. Под давлением придается форма (прессовка, ковка, штамповка).
Алюминиевые изделия, используемые в строительстве, изготавливается из сплава повышенной прочности.
Перечень нормативных показателей, с учетом которых характеризуются сплавы:

1. Теплопроводность.
2. Переход от одного агрегатного состояния к другому.
3. Наличие легирующих присадок, влияющих на качество продукции и показатель долговечности (прочности).

Сведения о теплопроводности указаны в справочной литературе, но основными критериями оценки будут:
1. Плотность.
2. Теплопроводность.
3. Линейное расширение (коэффициент).
4. Температура, при которой изменяется прочность.
5. Устойчивость к коррозии.
6. Удельное электросопротивление.

После проведения анализа, несложно установить коэффициент зависимости теплопроводности от температуры металла.

Какие алюминиевые сплавы обладают большей теплопроводностью
Если алюминиевые изделия в состав которого включается медью, цинк, магний или кремний, то процент теплопроводности в них заметно увеличивается, по отношению к алюминию в чистом виде.

Таблица по теплопроводности:


Проводимость тепла увеличивается с ростом температуры. Сплав АД1 отличается большей теплопроводностью. Используется для производства профилей, штамповок, слитков и другой аналогичной продукции.

Наивысшая теплопроводность алюминиевых сплавов в обычных условиях отмечается у алюминиевого сплава АД1 — теплопроводность при 20 0С — равняется 210 Вт/(м•град).

Самая низкая теплопроводность алюминиевых сплавов зафиксирована у литейных сплавов АК4, АЛ1, АЛ8.

Теплопроводность — алюминий — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Теплопроводность — алюминий

Cтраница 1

Теплопроводность алюминия выше теплопроводности железа более чем в 3 раза, что приводит к сильному теплоотводу и широкой зоне разогрева металла, прилегающего к шву.  [1]

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.  [2]

Большая теплоемкость и теплопроводность алюминия обеспечивают равномерную температуру по всей длине трубки.  [4]

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.  [5]

Примеси оказывают существенное влияние на теплопроводность алюминия в области низких температур.  [7]

Теплопроводность оксидной пленки намного хуже теплопроводности алюминия, но вследствие незначительной толщины пленки это не оказывает заметного влияния на общую теплопроводность изделия.  [8]

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.  [9]

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.  [10]

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше

теплопроводности алюминия.  [11]

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.  [12]

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  [13]

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.  [14]

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.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Теплопроводность алюминия и латуни — Морской флот

Шаг пятый.
Предыдущие шажки можно увидеть здесь.
Достался мне тут недавно бракованный кулер Titan D5TB/Cu35. Все было нормально, но основание не отшлифовано совсем, медный пятак имел частые борозды видимо от отрезного станка глубиной примерно 0,5 мм.
Решено было – отполировать и поставить.
Эффект превзошел все ожидания. Температура, под нагрузкой, упала до 47 градусов.
Как это возможно? Алюминий эффективней меди?

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.

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.

Источник:
Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

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).

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
Серебро428
Медь397
Золото318
Алюминий220
Латунь125
Железо74
Сталь45
Свинец35
Кирпич0,77
Вода0,6
Сосна0,1
Войлок0,057
Воздух0,025

Закупка кофемашин кофемашины saeco с доставкой кофе.

Теплопроводность сплавов алюминия — технические характеристики.

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.

 

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

Содержание статьи

Теплопроводность — алюминий

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

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.

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

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).

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.

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.

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.

Загрузка…

Какая теплопроводность у железа — Строй Обзор

На чтение 12 мин Просмотров 24 Опубликовано

Теплопроводность — алюминий

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

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).

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.

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.

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.

Все изделия, используемые человеком, способны передавать и сохранять температуру прикасаемого к ним предмета или окружающей среды. Способность отдачи тепла одного тела другому зависит от вида материала, через который проходит процесс. Свойства металлов позволяют передавать тепло от одного предмета другому, с определенными изменениями, в зависимости от структуры и размера металлической конструкции. Теплопроводность металлов — один из параметров, определяющих их эксплуатационные возможности.

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т.е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

  • вида металла;
  • химического состава;
  • пористости;
  • размеров.

Металлы имеют различное строение кристаллической решетки, а это может изменить теплопроводность материала. Так, например, у стали и алюминия, особенности строения микрочастиц влияют по-разному на скорость передачи тепловой энергии через них.

Коэффициент теплопроводности может иметь различные значения для одного и того же металла при изменении температуры воздействия. Это связано с тем, что у разных металлов градус плавления отличается, а значит, при других параметрах окружающей среды, свойства материалов также будут отличаться, а это отразится на теплопроводности.

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Коэффициент теплопроводности чистого никеля считается низким, он будет менять свое значение от 67 до 57 Вт/м*град. Сплавы с содержанием никеля, будут также иметь коэффициент с пониженным значением, который, благодаря содержанию железа и цинка, колеблется от 20 до 50 Вт/м*град. А наличие хрома, позволит понизить теплопроводность в металлах до 12 единиц, с небольшим увеличением этой величины, при нагреве.

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий. Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

  • кухонная посуда с различными свойствами;
  • оборудование для пайки труб;
  • утюги;
  • подшипники качения и скольжения;
  • сантехническое оборудование для подогрева воды;
  • приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

  • 5 — 9 классы
  • Химия
  • 8 баллов

свойства железа и серы (агр.состояние. теплопроводность электропроводность . запах

«>

Физические свойства алюминия зависят от его чистоты

Основные свойства

Алюминий — химический элемент третей группы периодической системы Д.И. Менделеева.

Таблица физических свойств алюминия
Плотность , (кг/м3) 2,7
Температура плавления Тпл, °С 660
Температура кипения Ткип, °С 2 327
Скрытая теплота плавления, Дж/г 393,6
Теплопроводность l , Вт/м •град (при 20° С) 228
Теплоемкость Ср, Дж/(г · град) (при 0–100°С) 0,88
Коэффициент линейного расширения α × 10-6, 1/°С (пр°С) 24,3
Удельное электросопротивление ρ × 10-8, Ом× м (при 20°С) 2,7
Предел прочности σ в, МПа 40–60
Относительное удлинение δ , % 40–50
Твердость по Бринеллю НВ 25
Модуль нормальной упругости E , ГПа 70

Плотность алюминия

Плотность твердого и расплавленного алюминия снижается по мере увеличения его чистоты:

Плотность алюминия при 20°С
Степень чистоты, %  99,2599,4099,7599.9799,99699.9998
Плотность при 20°С, г/см3 2,7272,7062,7032,69962,69892,69808

Плотность расплавленного алюминия при 1000°С
Степень чистоты, %99,2599.4099.75
Плотность, г/см32,3112,2912,289

Температура плавления и кипения.

В момент плавления алюминия возрастает объем металла: для алюминия чистотой 99,65 % — на 6,25%, для более чистого металла — на 6,60 %. По мере повышения степени чистоты алюминия температура его плавления возрастает:

Зависимисть температуры плавления алюминия от чистоты
Степень чистоты, %99,299,599,699,9799,996
Температура плавления, °С657658659,7659,8660,24

Теплопроводность алюминия

Теплопроводность алюминия повышается с увеличением степени его чистоты. Для технического алюминия (99,49 и 99,70%) теплопроводность при 200°С равна соответственно 209 и 222 Вт/(м×К). Для электро­литически рафинированного алюминия чистотой 99,9% теплопроводность при 190°С возрастает до 343 Вт/(м×К). Примеси меди, магния и марганца в алюминии снижают его теплопроводность. Например, добавка 2 % Mn к алюминию снижает теплопроводность с 209 до 126 Вт/(м×К).

Электропроводность алюминия

Алюминий отличается высокой электропроводностью (четвертое место среди металлов — после серебра, меди и золота). Удельная электропроводность алюминия чистотой 99,99 % при 20°С равна 37,9 мкСм×м, что составляет 63,7% от электропроводности меди [59,5 мкСм×м]. Более чистый алюминий [99,999 %] обладает электропроводностью, равной 65,9% от электро­проводности меди.
На электропроводность алюминия влияет ряд факторов: степень деформации, режим термической обработки и т. д., решающую же роль играет природа примесей, присутствующих в алюминии. Примеси по их отрицательному влиянию на электропроводность алюминия можно расположить в следующий ряд: Cr, V, Mn, Ti, Mg, Ag, Сu, Zn, Si, Fe Ni.
Наиболее отрицательное влияние на электросопротивление алюминия оказывают примеси Сг, V, Мп и Ti . Поэтому в алюминии для электротехнической промышленности сумма Cr+V+Mn+Ti не должна превышать 0,015% (марка А5Е) и даже 0,01 % (А7Е) при содержании кремния соответственно 0,12 и 0,16 %.

Влияние примесей на электропроводность алюминия

Основными примесями в алюминии являются кремний, железо, медь, цинк и титан. При малых содержаниях кремния в алюминии (0,06%) величина Fe : Si (в пределах от 0,8 до 3,8) сравнительно мало влияет на его электросопротивление. При увеличении содержания кремния до 0,15—0,16% влияние Fe : Si возрастает. Ниже приведено влияние Fe : Si на электропроводность алюминия:

Влияние Fe : Si на электропроводность алюминия
Fe : Si   1,071,442,002,683,56
Удельное электросопротивление алюминия,
×10-2 мкОм·мм:
 
нагартованного2,8122,8162,8222,8292,838
отожженного2,7692,7712,7782,7832,788

Удельное электрическое сопротивление отожженной алюминиевой проволоки (ρ, мкОм·м) при 20°С в зависимости от содержания примесей можно приблизительно определить по следующей формуле: ρ=0,0264+0,007×(% Si)+0,0007×(% Fe) + 0,04×[% (Cr+V + Mn + Ti)].

Отражательная способность

С повышением степени чистоты алюминия возрастает его способность отражать свет от поверхности. Так, степень отражения белого света от прокатанных алюминиевых листов (фольги) в зависимости от чистоты металла, возрастает следующим образом: для Аl 99,2%—75%, Аl 99,5%—84% и для Аl 99,8%—86%. Поверхность листа, изготовленного из электролитически рафинированного алюминия чистотой 99,996%, отражает 90% падающего на него белого света.

Какие металлы лучше всего проводят тепло?

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 остается примерно такой же при повышении 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 имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронзу — самую низкую.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 нагрева или охлаждения.

Медь — популярный выбор для теплообменников в промышленных объектах, систем кондиционирования воздуха, охлаждения, резервуаров для горячей воды и систем теплых полов. Его высокая теплопроводность позволяет теплу быстро проходить через него. Медь имеет дополнительные свойства, желательные 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.

На промышленных предприятиях медно-никелевый сплав используется для изготовления труб теплообменника. Сплав имеет хорошую коррозионную стойкость, 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 имеет аналогичные свойства и может использоваться как альтернатива.

Солнечные системы термального водоснабжения

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

Газовые водонагреватели

Газо-водяные теплообменники передают тепло, вырабатываемое 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 испарительные агрегаты. 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, генерируемое 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 светоизлучающие диоды (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!

Металлические Супермаркеты

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 100 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: низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, инструментальная сталь, легированная сталь, латунь, бронза и медь.

У нас в наличии широкий ассортимент форм, включая стержни, трубы, листы, пластины и многое другое. И мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 100+ офисов по всей Северной Америке сегодня.

Алюминий Vs. Электропроводность стали | Sciencing

В физике термин «проводимость» имеет несколько значений. Для металлов, таких как алюминий и сталь, это обычно относится к передаче тепловой или электрической энергии, которая, как правило, тесно связана в металлах, поскольку слабосвязанные электроны, обнаруженные в металлах, проводят как тепло, так и электричество.

Теплопроводность

Теплопроводность, способность материала проводить тепло, обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр.(«Ватт» — это единица мощности, обычно определяемая как вольты, умноженные на амперы, или джоули энергии в секунду. «Кельвин» — это абсолютная единица измерения температуры, где нулевой кельвин — это абсолютный ноль). Материалы с хорошей теплопроводностью быстро передают большое количество тепла, например, быстро нагревающееся медное дно кастрюли. Плохие теплопроводники медленно переносят тепло, например, прихватка для духовки.

Электропроводность

Электропроводность, способность материала проводить ток, обычно измеряется в сименсах на метр.(«Сименс» — это единица электропроводности, определяемая как 1, деленная на Ом, где Ом — это стандартная единица электрического сопротивления). Для электромонтажа и подключения предпочтительны хорошие электрические проводники. Плохие проводники, называемые изоляторами, создают безопасный барьер между током под напряжением и окружающей средой, например, виниловая изоляция удлинительного шнура.

Электропроводность в алюминии

Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 38 миллионов сименов на метр.Алюминиевые сплавы могут иметь гораздо более низкую проводимость, но редко такую ​​низкую, как у железа или стали. Радиаторы электронных компонентов изготавливаются из алюминия, так как металл имеет хорошую теплопроводность.

Электропроводность в углеродистой стали

Углеродистая сталь имеет гораздо более низкую проводимость, чем алюминий: теплопроводность около 45 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 6 миллионов сименс на метр.

Электропроводность в нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет гораздо более низкую проводимость, чем углеродистая сталь: теплопроводность около 15 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 1.4 миллиона сименов на метр.

Техническая сталь и материалы | Какие металлы лучше и быстрее всех нагреваются

Изображение от Shutterbug75 с сайта Pixabay

Теплопроводность — важнейшее качество металлов, так как она измеряет количество и скорость тепла материал может сместиться. Это качество особенно важно в высокотемпературные среды.

Чрезвычайно высокие температуры могут изменить свойства любого металла, обычно снижая прочность. Следовательно, более быстрый отвод тепла может значительно снизить нагрузку на детали, увеличивая их полезность и долговечность.

Однако в некоторых сценариях использования имеет худший нагрев проводимость действительно помогает. Например, металлы с более низким термическим свойства вытеснения — лучший выбор для высокотемпературных сред там, где необходимо дольше сохранять температуру, например, в авиационных двигателях или кухонной посуде. С другой стороны, материалы с отличной проводимостью обычно используются для теплообменники.

Имеется существенное несоответствие теплопроводности различных элементов. Однако все они имеют одну общую черту — теплоотводящие свойства остаются практически неизменными независимо от температуры.

С другой стороны, сплавы

обладают разными свойствами теплопроводности при различных температурах. По этой причине производители сплавов указывают значение при различных температурах, обычно при тех, при которых материал имеет максимальную прочность. Вы можете найти эти значения на сайте Tech Steel & Materials для различных сплавов в нашем онлайн-каталоге.

Британское значение для измерения теплопроводности составляет [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)], а метрическое значение — [Вт / м-К].

Но какие металлы обладают лучшей теплопроводностью? Давай посмотрите более подробно и узнайте!

Серебро

Серебро — драгоценный металл, очень пластичный и ковкий. а также является прекрасным проводником электричества и тепла. Его тепловая электропроводность составляет 248 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)] или 429 [Вт / м-К]. Несмотря на исключительный теплоотвод, серебро не находит широко используется в промышленных приложениях, так как это дорого.

Медь

Чистая медь имеет лучшую проводимость из всех других металлов. По этой причине он широко используется для производства теплообменников, кондиционеры и холодильники, и резервуары для горячей воды. Однако медь также дорого, что ограничивает его использование в коммерческих приложениях.

Медь имеет теплопроводность 232 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)] или 401 [Вт / м-К] при комнатной температуре.

Алюминий

Алюминий — это экономичный вариант для приложений, где требуется быстрая теплопередача.В целом, алюминий не имеет почти такого же качества. теплопроводность как медь, но благодаря более низкой цене находит больше использование в коммерческих приложениях.

Алюминий имеет теплопроводность 137 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)] или 237 [Вт / м-К] при комнатной температуре.

Латунь

Латунь — это сплав меди и цинка. В первую очередь известен его отличная коррозионная стойкость, латунь также обладает хорошей термической стойкостью. проводимость. При комнатной температуре значения составляют 64 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)] или 111 [Вт / м-К].

Алюминиевая бронза

Алюминиевая бронза — это сплав, состоящий из меди, алюминий, железо и никель. Этот материал известен своей высокой прочностью и устойчивость к коррозии, но также и его хорошая теплопроводность. В комнате температуры, значения равны 44 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)]. или 76 [Вт / м-К].

Утюг

Железо — пластичный и ковкий металл с хорошими термическими характеристиками. проводимость 42 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)] или 73 [Вт / м-К]. Однако железо само по себе не используется в промышленных целях.Вместо этого он смешивается с углеродом для создания стального сплава, который имеет гораздо более высокую сила. Однако сталь также имеет гораздо худшую теплопроводность — 9,2 [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)] или 16 [Вт / м-К] при комнатной температуре.

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 присутствует у чистейших металлов в отожженном состоянии. Металлы, которые обычно встречаются при низкотемпературных работах, включают нержавеющую сталь, углеродистую сталь и алюминий.
В некоторых металлах 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, как правило, имеют гораздо более низкую проводимость. Однако он редко бывает таким низким, как железо и сталь.Алюминий часто используется в электронных радиаторах 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 является идеальным материалом 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, чтобы получить более подробную информацию о наших продуктах и ​​инновационных производственных процессах.

Лучшие алюминиевые сплавы для теплопередачи

В промышленных процессах теплообменник передает тепло, вырабатываемое устройством, от этого устройства к текучей среде, такой как воздух или жидкий хладагент. Таким образом, тепло распределяется, что упрощает поддержание оптимального температурного режима устройства. Этот процесс обычно используется во многих бытовых и промышленных устройствах, включая компьютеры, полупроводники и оптоэлектронику, где рассеивающая способность детали или компонента недостаточна для регулирования нагрева сама по себе.Этот процесс также известен как теплоотвод.

Хорошо спроектированный радиатор обеспечивает максимальную площадь контакта с охлаждающей средой, окружающей его. Важными факторами, влияющими на общую производительность и эффективность радиатора, являются скорость воздуха, используемый материал, конструкция выступа и обработка поверхности.

Наиболее распространенными материалами, используемыми для эффективной теплопередачи, являются медь и алюминий, поскольку эти металлы являются лучшими проводниками тепла.И хотя медь обладает многими желательными свойствами, такими как ее термический КПД, универсальность алюминия, легкий вес и низкая стоимость, делают ее отличным универсальным выбором для приложений теплопередачи.

В каких типах процессов используются теплообменники?

Промышленные предприятия, такие как традиционные ископаемые виды топлива и атомные электростанции, химические заводы, опреснительные установки и морские объекты, используют металлические сплавы для теплообменных труб. Коррозионная стойкость — важное свойство таких объектов, особенно в морской среде.И медь, и алюминий представляют собой сплавы, которые хорошо подходят для этих целей.

Еще одним распространенным применением металлических сплавов с хорошей теплопроводностью является посуда, так как вы хотите иметь возможность быстро передавать тепло от плиты к еде внутри. Алюминий — популярный выбор для изготовления металлических кастрюль и сковородок благодаря благоприятному сочетанию высокой проводимости и низкой стоимости.

Поскольку алюминий проводит тепло примерно в шесть раз лучше, чем сталь, его более высокая теплопроводность делает его популярным вариантом для сварки и ремонта пресс-форм.Алюминиевые сварные швы быстрее затвердевают и обеспечивают лучшую фиксацию сварного шва. Высокая теплопроводность гарантирует, что тепло, приложенное к одной части металла, будет быстро передаваться на другие части, позволяя металлу сохранять свою стабильность, выдерживая более высокие температуры. Однако, чтобы свести к минимуму любое ухудшение качества, алюминий необходимо сваривать высокоинтенсивным нагревом с высокой скоростью.

Как упоминалось ранее, одним из конкретных типов теплопередачи является теплоотвод, в котором тепло, генерируемое электронным или механическим устройством, передается охлаждающему материалу, например воздуху или жидкости.Компьютеры и другие электронные устройства используют такие теплопередачи для охлаждения центральных процессоров и графических процессоров, которые имеют тенденцию генерировать очень высокие температуры, которые могут повредить другие компоненты внутри устройства. Алюминиевые сплавы также широко используются в теплоотводах, используемых в мощных лазерах, печатных платах, автомобильном оборудовании, устройствах связи и спутниковых устройствах, усилителях звука и осветительном оборудовании.

Зачем использовать алюминиевые сплавы для теплопередачи?

Алюминиевые сплавы, как правило, очень пластичны, что позволяет значительно разнообразить конструкцию алюминиевых профилей для экструзии радиаторов.Поскольку алюминий является одновременно хорошим проводником тепла и отражателем тепла, он является отличным выбором для теплообменников и в качестве теплозащитного экрана. Алюминиевый сплав имеет более широкий диапазон температур при низких затратах по сравнению с другими металлами. В частности, алюминию можно придать форму фольги, ребер или листов, что делает его идеальным для применения в радиаторах всех типов.

Для охлаждающих механизмов часто требуются высокопрочные материалы при небольшом весе. Только алюминий с его усовершенствованиями в области экструзии алюминия предлагает правильную комбинацию по доступной цене.Неоднократно доказывалось, что алюминий имеет более высокое отношение прочности к весу, чем сталь, латунь или медь. Алюминиевые радиаторы также могут быть электрически заземлены, что является важным фактором во многих отраслях промышленности.

Еще одним преимуществом алюминия является его низкая температура плавления, что облегчает его экструзию, штамповку или литье, при этом обеспечивая высокий уровень сложности формы, размерных характеристик и других свойств для приложений с большими объемами. В частности, алюминий, полученный литьем под давлением, может иметь меньшую плотность, но его теплопроводность по-прежнему остается высокой.Хотя экструдированные или отлитые под давлением алюминиевые радиаторы легче обрабатывать из-за их легирующих элементов, эти примеси на самом деле вредны для тепловых свойств. Вот почему алюминий, полученный литьем под давлением из более чистого металла, обладает большей теплопроводностью.

Какие алюминиевые сплавы лучше всего использовать?

Когда дело доходит до выбора алюминиевого сплава для использования в теплообменнике, важно выбрать правильный. Состояние сплава также очень важно.Хотя алюминиевый сплав 1050A имеет один из самых высоких значений теплопроводности, он механически мягкий. Наиболее распространенными алюминиевыми сплавами, используемыми в радиаторах и теплообменниках, являются 6060 (низкое напряжение), 6061 и 6063.

Сводка

Clinton Aluminium с ее многолетним опытом удовлетворения требований самых разных отраслей, от информационных технологий до авиакосмической отрасли и производителей бытовой техники, может удовлетворить потребности в высокотеплопроводных алюминиевых сплавах, которые являются универсальными и экономичными. Мы продаем изделия из сплавов 6061 и 6063 в различных формах и степенях, в том числе плоские прутки, листы, пластины и рулоны.

Clinton Aluminium верит в «правильный сплав для правильного применения». Это означает, что мы рассматриваем себя как партнера по техническим ресурсам для наших поставщиков и клиентов. Если вам нужен алюминиевый сплав для теплопередачи, мы будем работать с вами, чтобы убедиться, что вы найдете подходящий материал по подходящей цене.

Ресурсы: http://www.moldmakingtechnology.com/articles/aluminium-welding

Алюминий v Нержавеющая сталь | Одинокая звезда морской пехоты

Алюминий v Нержавеющая сталь

(Упражнение по рассеиванию тепла)

Уважаемые дамы и господа

Вот почему мы используем алюминий в наших двигателях и трансмиссиях серий GX и Elite, а не других материалов.

-Проводимость алюминия:
Чистый алюминий имеет теплопроводность (теплопроводность) около 235 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 38 миллионов сименс на метр. Радиаторы для электронных компонентов изготавливаются из алюминия из-за хорошей теплопроводности металла.

-Проводимость в нержавеющей стали:
Нержавеющая сталь имеет теплопроводность (теплопроводность) около 15 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 1.4 миллиона сименов на метр. (источник; sciencing.com)

Алюминий отводит тепло до 15 раз быстрее, чем нержавеющая сталь. Это факт, который позволяет нам использовать гораздо более быстрые двигатели, чем у большинства конкурентов (до 3000 об / мин быстрее) и коробки передач с более высоким передаточным числом (до 50% более высокая передача), но при этом обеспечивать лучшую в отрасли скорость опускания и извлечения (до 35% быстрее чем другие доступные). Таким образом, несмотря на более высокую передачу, наши продукты по-прежнему быстрее, чем большинство других доступных.

Все это дает огромный потенциал роста и ключ к долголетию, Monster Torque!
✔️ Более высокий крутящий момент = более простой срок службы
✔️ Более простой срок службы = лучшая производительность и длительный срок службы
✔️ Более высокая производительность и длительный срок службы = счастливые клиенты

Двигатели серии

GX имеют алюминиевый корпус 6160 T6.Этот материал обрабатывается прямо здесь, в Австралии, а затем подвергается анодированию на весь срок службы в соленой воде. 6160 T6 легче и намного лучше рассеивает тепло, чем нержавеющая сталь, однако он также дороже по объему, чем литая китайская нержавеющая трубка, которую вы можете найти в других продуктах. Результаты того стоят для наших пользователей, однако высокий крутящий момент и длительные рабочие циклы достигаются без риска внутреннего повреждения из-за перегрева. Коробки передач серии GX и Elite также имеют алюминиевый корпус по той же причине.

Этот материал позволяет нашим компонентам высокоскоростных приводов с высоким крутящим моментом работать в полную силу без ущерба для производительности или долговечности.

-Высокая скорость и высокий крутящий момент-
Правильные материалы, лучшие компоненты для наилучшей производительности в течение длительного периода и в любых условиях. Это наша цель и почему мы создаем наши продукты именно так.
«Лучшие лебедки по дизайну!» ⚓️

Алюминиевые экструзии соответствуют потребностям управления температурой SSL во многих приложениях (ЖУРНАЛ)

+++++

Эта статья была опубликована в апрельском выпуске журнала LEDs Magazine за 2013 год.

Просмотрите содержание и загрузите PDF-файл полного выпуска за апрель 2013 г. или просмотрите версию электронного журнала в браузере.

+++++

Благодаря технологии полупроводникового освещения (SSL) на основе светодиодов, революционизирующей светотехническую промышленность, появляются новые возможности для осветительной продукции повсюду, от жилых до коммерческих и уличных фонарей. Тем не менее, маленький грязный секрет светодиодной технологии заключается в том, что она представляет собой проблему управления тепловым режимом, которая значительно отличается и более остра, чем любая проблема, когда-либо создаваемая устаревшими лампами.Отвод тепла от переходов светодиодов является необходимым условием для длительного срока службы продукта и постоянного сохранения светового потока и цвета. Существует множество вариантов изготовления и материалов для управления температурным режимом, а алюминиевые профили могут использоваться в широком спектре областей применения.

Архитекторам, дизайнерам освещения и другим специалистам требуются приспособления и корпуса, которые предлагают великолепный внешний вид, варианты отделки и цвета, а также структурную целостность. Инженеры-конструкторы пытаются обеспечить вышеуказанное, решая при этом проблему управления температурным режимом.Производители освещения хотят поставлять все вышеперечисленное, но в рентабельных продуктах.

На данный момент преимущества светодиодов общепризнаны: более качественный свет, большая энергоэффективность и более низкие затраты на техническое обслуживание благодаря длительному сроку службы ламп. Тем не менее, управление температурным режимом по-прежнему является проблемой. Тепло, выделяемое светодиодами, отрицательно сказывается не только на сроке службы лампы, но и на качестве света. Теперь перед инженерами стоит задача разрабатывать продукты, которые не только отлично выглядят, но и решают проблему управления температурным режимом.

Тепловая задача

Задача инженеров-теплотехников — отвести тепло от источника и отвести его в окружающую атмосферу как можно дальше от электроники и как можно быстрее. Светотехническая промышленность предпочитает использовать продукты с пассивным терморегулированием, такие как радиаторы, а не активные методы терморегулирования. Обычно активное регулирование температуры приравнивается к добавлению устройства, помогающего перемещать воздух над радиатором, часто вентилятора.Движение воздуха может повысить эффективность радиатора или даже позволить использовать радиатор меньшего размера в некоторых приложениях. Однако активные элементы могут увеличивать стоимость, добавлять шум и / или снижать надежность системы.

Инженеры обычно используют материалы светильников или кожухов для передачи тепла. Большинство материалов обладают способностью проводить тепло, некоторые лучше, чем другие. Эта способность также называется теплопроводностью и измеряется в ваттах на метр кельвин (Вт / мК).

Различные материалы обладают широким диапазоном теплопроводности. Например, алмазы имеют очень высокий уровень (обычно 2200 Вт / мК), но, очевидно, слишком дороги для использования в осветительных приборах. Медь имеет приличный уровень теплопроводности (обычно 390 Вт / мК), но имеет два существенных недостатка по сравнению с алюминием: медь весит примерно в три раза больше алюминия и обычно стоит в пять раз больше. Алюминий не так хорошо проводит тепло (максимум 237 Вт / мК), но предлагает преимущества в весе и стоимости, которые важны для многих приложений SSL.

Вычислительная гидродинамика

Чтобы помочь в выборе правильного решения для управления температурой, инженеры обычно работают со специализированным программным обеспечением, которое моделирует изделия и их тепловые характеристики. Вычислительная гидродинамика (CFD) используется для моделирования теплопроводности продукта, а анализ методом конечных элементов (FEA) исследует структурную целостность компонента. Пример CFD показан на рис. 1. В каждом продукте существует множество переменных, которые зависят от размера, формы и области применения продукта (например, в помещении или на улице).Комбинируя FEA и CFD вместе с переменными, можно спроектировать наиболее рентабельный продукт, отвечающий потребностям как инженера-проектировщика, так и инженера-теплотехника.

Исторически, алюминий был предпочтительным материалом для систем управления температурным режимом в осветительной промышленности. Переменной было то, отлит ли алюминий или экструдирован. Однако светодиоды привели к новым тепловым проблемам, а также к разнообразию форм-факторов SSL-продуктов, что может потребовать новых подходов к тепловому режиму.В ответ светотехническая промышленность начала использовать термопласты и графит в некоторых приложениях для управления температурным режимом.

В оставшейся части этой статьи мы рассмотрим четыре комбинации материалов и производственных процессов, которые наиболее часто используются для решения проблемы управления температурой в светодиодных светильниках. Кандидатами являются:
— алюминиевые экструзии,
— алюминиевые отливки,
— термопласты, полученные литьем под давлением, и
— формованный графит.

Существуют определенные конструкции, приложения или условия, в которых каждый из этих материалов / процессов имеет смысл.

Экструзии и литье

Алюминиевые профили и алюминиевые отливки чаще всего используются для управления тепловым режимом светодиодов. Только компания Sapa предоставила светотехнической промышленности миллионы фунтов стерлингов в 2012 году. Этот рост обусловлен улучшением термического КПД, гибкостью конструкции и ценовыми преимуществами алюминиевых профилей по сравнению с отливками, что доказывает, что многие дизайнеры обнаруживают, что алюминиевые отливки — это не лучшее решение. решение для большинства приложений.

В осветительной промышленности используется несколько типов отливок. Для применений с меньшим объемом, таких как специализированные уличные фонари, лучше всего подходит отливка в песчаные формы. К другим типам отливок относятся отливки в постоянных формах, которые используются для средних объемов, например, для стандартного промышленного или складского освещения. Наконец, литье под давлением используется в больших объемах, например, в светильниках, продаваемых через розничных продавцов.

Если учесть сопутствующие затраты, отливки в песчаные формы имеют самые низкие затраты на инструмент, которые обычно находятся в диапазоне от 5000 до 10 000 долларов и предлагают самую высокую цену за штуку.Цены на отливки в постоянные формы обычно колеблются от 15 000 до 30 000 долларов США. Стоимость штучных деталей как для песчаных, так и для постоянных форм в значительной степени зависит от объема необходимой вторичной обработки.

Отливки под давлением имеют более низкую стоимость штучных изделий по сравнению как с отливками из песка, так и с отливками в постоянную форму, и обычно требуют наименьшего количества вторичных операций, однако стоимость инструментов может варьироваться от 50 000 до 100 000 долларов. Стоимость оснастки для литья под давлением аналогична стоимости оснастки для литья под давлением.

Все формы инструментов для литья алюминия имеют определенный срок службы, по истечении которого инструмент необходимо заменить.Для сравнения, инструменты для большой экструзии обычно находятся в диапазоне от 5000 до 7500 долларов, а алюминиевые экструдеры обычно покрывают все затраты на замену инструментов, что дает экструзионным изделиям преимущество по стоимости по сравнению с отливками.

Теплопроводность

С точки зрения теплопроводности, использование экструзии перед отливкой дает явное преимущество. Алюминиевые экструзии могут быть на 53% эффективнее отливок, поскольку они обладают более высоким уровнем теплопроводности. Коллективная проводимость упомянутых выше типов отливок обычно находится в диапазоне 120–140 Вт / мК, в то время как проводимость алюминиевых профилей обычно находится в гораздо более высоком диапазоне 200–215 Вт / мК.На рис. 2 показаны сравнительные значения теплопроводности чистого алюминия, экструдированных сплавов и литых сплавов.

Многие осветительные компании на собственном опыте выяснили, что отливки из песка, формы и литья под давлением могут быть менее эффективными, чем экструзия алюминия. Природа процесса литья создает проблемы с газовой пористостью. Если пористость находится рядом с областью, генерирующей тепло, пористость действует как печь, удерживая тепло в этой области, что затем сокращает срок службы светодиода. Это особенно проблема иностранных операторов, у которых могут быть более низкие процедуры и стандарты качества.Пористость не является проблемой при экструзии алюминия.

Вы можете легко использовать CFD-анализ для сравнения аналогичных алюминиевых отливок под давлением и алюминиевых профилей. На рис. 3 показан такой обзор, показывающий, что процесс экструзии позволяет проектировать ребра экструзии без тяги, которая требуется для литья под давлением. Этот факт позволяет использовать более длинные ребра при экструзии, что обеспечивает дополнительную площадь поверхности. Как правило, чем больше площадь поверхности, тем больше естественная конвекция тепла в окружающую атмосферу.Комбинация увеличенной площади поверхности экструзии и более высокой теплопроводности по сравнению с литьем под давлением приводит к снижению максимальной температуры на 23%.

Увеличение теплопроводности профилей по сравнению с отливками позволяет производителю осветительных приборов использовать меньше материала для достижения той же термической эффективности. Меньшее количество материала плюс меньшая занимаемая площадь обычно означают более низкие общие затраты. Кроме того, обработка с ЧПУ в больших объемах позволяет экструдерам экономично обрабатывать детали.Еще одно дизайнерское преимущество экструзии заключается в том, что этот процесс обеспечивает превосходную отделку поверхности, которая может быть анодирована в различные цвета, окрашена в яркий цвет или окрашена в любой цвет (рис. 4).

Экструзия дает больше гибкости с точки зрения размера. Экструдеры могут создавать продукты шириной более 21 дюйма и обеспечивать соотношение ребер 19: 1. Два метода создания более широких продуктов включают защелкивающуюся конструкцию, которая часто используется для корпусов или коробок, и технологию, называемую сваркой трением с перемешиванием, которая позволяет экструдерам соединять два или более куска алюминия без присадочного материала.Компания Sapa использовала эту технологию для герметичного закрытия профиля путем приваривания крышки сверху, что может быть особенно полезно в промышленных осветительных приборах, где светильники должны быть взрывобезопасными.

Термопласты и графит, полученные литьем под давлением

В некоторых ситуациях алюминиевые отливки и термопласты, полученные литьем под давлением, или графит имеют преимущества перед экструзией. Как правило, это небольшие приложения, где радиаторы необходимо прикрепить к лампочке, часто в случае модернизации устаревших продуктов.Хотя экструзия может обеспечить лучшее решение для управления температурным режимом, обработка для создания контура немного дороже, чем литье / формованное изделие.

Термопласты и графит, изготовленные литьем под давлением, являются допустимыми вариантами, если вес является фактором и допустима ограниченная структурная целостность. В целом, эти варианты обладают ограниченными механическими свойствами и имеют ограничения по размеру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *