Плотность свинца, теплопроводность и удельная теплоемкость свинца Pb
В таблице приведены физические свойства свинца: плотность свинца d, удельная теплоемкость Cp, температуропроводность a, теплопроводность λ, удельное электрическое сопротивление ρ в зависимости от температуры (при отрицательных и положительных температурах — в интервале от -223 до 1000°С).
Плотность свинца зависит от температуры — при нагревании этого металла его плотность снижается. Уменьшение плотности свинца объясняется увеличением его объема при росте температуры. Плотность свинца равна 11340 кг/м3 при температуре 27°С. Это довольно высокая величина, сравнимая, например, с плотностью технеция Tc и тория Th.
Плотность свинца намного больше плотности таких металлов, как олово (7260 кг/м3), алюминий (2700 кг/м3), хром (7150 кг/м3) и других распространенных металлов.
Свинец начинает плавиться при температуре 327,7°С. При переходе его в жидкое состояние плотность свинца снижается скачкообразно и при температуре 1000 К (727°С) плотность жидкого свинца составляет уже 10198 кг/м3.
Удельная теплоемкость свинца равна 127,5 Дж/(кг·град) при комнатной температуре и при нагревании его до температуры плавления — увеличивается. Например, удельная теплоемкость свинца при температуре 280°С составляет величину около 140 Дж/(кг·град). Теплоемкость свинца в жидком состоянии при нагревании, наоборот — уменьшается и при температуре более 1000 К также равна 140 Дж/(кг·град).
| t, °С → | -223 | -173 | -73 | 27 | 127 | 227 | 327 | 327,7 | 527 | 727 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| d, кг/м3 | — | 11531 | 11435 | 11340 | 11245 | 11152 | 11059 | 10686 | 10430 | 10198 |
| Cp, Дж/(кг·град) | 103 | 116,8 | 123,2 | 127,5 | 132,8 | 137,6 | 142,1 | 146,4 | 143,3 | 140,1 |
| λ, Вт/(м·град) | 43,6 | 39,2 | 36,5 | 35,1 | 34,1 | 32,9 | 31,6 | 15,5 | 19,0 | 21,4 |
| a·106, м2/с | 35,7 | 29,1 | 24,3 | 24,3 | 22,8 | 21,5 | 20,1 | 9,9 | 12,7 | 15,0 |
| ρ·108, Ом·м | 2,88 | 6,35 | 13,64 | 21,35 | 29,84 | 38,33 | 47,93 | 93,6 | 102,9 | 112,2 |
Среди множества распространенных металлов свинец обладает относительно невысокой удельной теплоемкостью при комнатной температуре.
Для примера, теплоемкость стали равна 440…550, чугуна — 370…550, меди — 385, никеля — 444 Дж/(кг·град). Следует отметить, что теплоемкость тяжелых металлов в общем случае не высока. Отмечается такая зависимость: чем плотнее металл, тем ниже его удельная теплоемкость.
Температуропроводность твердого свинца при его нагревании уменьшается, а жидкого — увеличивается. Теплопроводность свинца равна 35,1 Вт/(м·град) при комнатной температуре. Свинец при нормальной температуре имеет довольно низкую теплопроводность — почти в 7 раз меньше теплопроводности алюминия и в 11 раз ниже теплопроводности меди. Зависимость теплопроводности свинца от температуры следующая: при его нагревании до температуры плавления теплопроводность свинца уменьшается, а теплопроводность жидкого свинца при повышении температуры — растет.
Источник:
В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
Плотность молибдена, его теплопроводность и удельная теплоемкость
Представлены значения плотности, теплопроводности и удельной теплоемкости молибдена Mo при низкой отрицательной и высокой положительной температурах — в диапазоне от -271 до 3127°С.
Значения свойств молибдена даны для твердого и жидкого состояния этого металла.
Плотность молибдена при комнатной температуре составляет величину 10210 кг/м3. В сравнении с другими тяжелыми металлами — такими, как вольфрам, осмий, золото, иридий — плотность молибдена относительно не высока.
При изменении температуры плотность молибдена также изменяется: в процессе нагрева этот металл расширяется и становится менее плотным. Плотность молибдена при высоких температурах, близких к его температуре плавления, имеет значение 9700 кг/м3. В расплавленном состоянии молибден обладает еще более низкой плотностью, которая при температуре 2623°С составляет 9100 кг/м3.
Теплопроводность молибдена при температуре 20°С равна 135 Вт/(м·град). Эта величина является достаточно высокой в сравнении с другими металлами. Температурная зависимость теплопроводности молибдена не линейна, она имеет максимум, равный 340 Вт/(м·град) при минус 233°С.
Теплопроводность молибдена в расплавленном состоянии ниже, чем в твердом, и вблизи точки плавления составляет 90 Вт/(м·град).
Удельная теплоемкость молибдена, как и других тяжелых металлов, — не высока. При 20°С он имеет удельную теплоемкость, равную 244 Дж/(кг·град), что почти в два раза меньше теплоемкости стали. Величина теплоемкости молибдена равномерно увеличивается до точки плавления и может достигать в этих условиях значения 537 Дж/(кг·град). При переходе в жидкое состояние его теплоемкость снижается и становится равной 421 Дж/(кг·град).
| t, °С | T, K | ρ, кг/м3 | λ, Вт/(м·град) | Cp, Дж/(кг·град) |
|---|---|---|---|---|
| -271 | 2 | — | 30 | 0,0472 |
| -253 | 20 | — | 285 | 3 |
| -233 | 40 | — | 360 | 24 |
| -193 | 80 | — | 205 | 104 |
| -173 | 100 | — | 170 | 139 |
| -123 | 150 | — | 145 | 193 |
| -73 | 200 | — | 138 | 222 |
| -23 | 250 | — | 135 | 238 |
| 0 | 273 | — | 135 | 241 |
| 20 | 293 | 10210 | 135 | 244 |
| 127 | 400 | 10190 | 136 | 257 |
| 227 | 500 | 10180 | 131 | 263 |
| 327 | 600 | 10160 | 126 | 276 |
| 427 | 700 | 10140 | 122 | 281 |
| 527 | 800 | 10130 | 118 | 286 |
| 627 | 900 | 10110 | 114 | 291 |
| 727 | 1000 | 10090 | 110 | 296 |
| 927 | 1200 | 10050 | 103 | 307 |
| 1127 | 1400 | 10010 | 99 | 322 |
| 1327 | 1600 | 9960 | 96 | 339 |
| 1527 | 1800 | 9920 | 93 | 358 |
| 1727 | 2000 | 9870 | 94 | 381 |
| 1927 | 2200 | 9820 | 96 | 407 |
| 2127 | 2400 | 9770 | 96 | 438 |
| 2327 | 2600 | 9730 | 97 | 478 |
| 2527 | 2800 | — | 95 | 537 |
| 2623 | 2896 | 9100 | 90 | 421 |
| 2727 | 3000 | — | 421 | |
| 3127 | 3400 | — | — | 421 |
Источники:
- Новицкий Л.
А. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. - Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
А. Теплофизические свойства материалов при низких температурах.SCIRP Открытый доступ
Издательство научных исследований
Журналы от A до Z
Журналы по темам
- Биомедицинские и биологические науки.
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение.
- Информатика. и общ.
- Науки о Земле и окружающей среде.
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные науки. и гуманитарные науки
Журналы по тематике
- Биомедицина и науки о жизни
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение
- Информатика и связь
- Науки о Земле и окружающей среде
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные и гуманитарные науки
Публикация у нас
- Представление статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас
- Представление статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
| Недавно опубликованные статьи |
| Недавно опубликованные статьи |
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
Бесплатные информационные бюллетени SCIRP
Copyright © 2006-2023 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.
Верхняятипов радиаторов | Celsia
Чтобы правильно выбрать радиатор для охлаждения электронных устройств, инженерам полезно понимать определения, использование и преимущества различных типов радиаторов. Вот некоторые рекомендации по типам радиаторов, которые обычно используются в сочетании с тепловыми трубками и испарительными камерами. Они различаются потоком воздуха, материалом, использованием воды и производственным процессом.
Радиаторы, классифицированные по воздушному потоку
Пассивный радиаторПассивные радиаторы — это те, которые не полагаются на принудительный поток воздуха (вентиляторы) и считаются более надежными, чем активные решения. Хорошим примером является радиатор, который также служит корпусом устройства. В этом примере тепло передается от одного или нескольких компонентов, вырабатывающих тепло, к одной или нескольким стенкам корпуса. Эти стены обычно имеют ребристую решетку, открытую для наружного окружающего воздуха.
Пассивный радиатор | Активный радиатор
Активный радиатор
Узлы радиатора с питаемым устройством, таким как вентилятор или воздуходувка, расположенные в непосредственной близости от поверхности теплообменника, являются активными радиаторами. К ним также относятся радиаторы, которые полагаются на перекачиваемую жидкость для отвода скрытого тепла от источника тепла. Поскольку активные радиаторы основаны на принудительном прохождении воздуха через область ребер, они более эффективны, что означает меньшую и более легкую конструкцию радиатора.
Радиаторы, классифицированные по материалам
Материалом радиатора для охлаждения электроники почти всегда является алюминий или медь.
Алюминиевый радиаторАлюминий легкий, простой в производстве и экономичный, что делает его идеальным выбором для большинства радиаторов. Сплавы 6061 и 6063 являются наиболее распространенными сплавами, в то время как сплавы 1050 и 1100 более чистые и имеют несколько более высокую проводимость. Его способность перемещать тепло, теплопроводность, составляет примерно половину от меди. Это ограничивает расстояние, на которое тепло может быть перемещено от источника тепла в основании радиатора.
Медный радиатор Благодаря теплопроводности около 400 Вт/м·К медь используется, когда требуется повысить производительность радиаторов. Типичным сплавом для медной пластины является CDA110 (391 Вт/мК). Недостатком является то, что медь в 3 раза тяжелее и вдвое дороже своего алюминиевого аналога.
Он также немного медленнее работает, чем алюминий. Некоторые типы радиаторов, такие как клееное ребро, могут быть изготовлены из обоих материалов: один для основания, а другой для ребер.
Радиаторы, классифицированные по использованию воды
Как бы неуклюже ни звучала эта категория, на самом деле она просто включает цельнометаллические радиаторы в сборе, радиаторы, использующие двухфазные устройства, и радиаторы с перекачиваемой жидкостью.
Цельнометаллический радиаторЦельнометаллический радиатор состоит из основания, в котором поглощается тепло, и решетки ребер, от которых тепло рассеивается в окружающий воздух. В зависимости от технологии изготовления радиатора основание и ребра могут быть изготовлены из разных металлов — меди или алюминия для охлаждения электроники. Как правило, это наименее дорогие типы радиаторов.
Радиатор с перекачиваемой жидкостью Радиаторы с перекачиваемой жидкостью обычно относятся к конфигурации, в которой насос и массив ребер удалены от источника тепла.
Жидкость закачивается в охлаждающую пластину, которая прикреплена к источнику тепла. Затем он возвращается в массив ребер для охлаждения. Хотя он очень эффективен для отвода тепла, это наименее надежный метод охлаждения электроники.
Твердый металл | Накачанный | Двухфазные радиаторы
Двухфазный радиатор
Испарительные камеры и тепловые трубки являются наиболее распространенными двухфазными устройствами и могут быть встроены в узлы радиатора для повышения производительности. Общая производительность узла радиатора улучшается из-за очень высокой теплопроводности этих двухфазных устройств. Как правило, тепловые трубки передают тепло от источника тепла к удаленному массиву ребер, в то время как испарительные камеры используются для распределения тепла по основанию локального массива ребер. Эти типы радиаторов почти так же надежны, как цельнометаллические, но стоят немного дороже. Celsia специализируется на радиаторах такого типа.
Радиаторы в зависимости от производственного процесса
Наиболее распространенными методами изготовления радиаторов, используемых в сочетании с тепловыми трубками или испарительными камерами, являются обработка на станках с ЧПУ, ковка, литье под давлением, застежка-молния, экструдирование, склеивание и шлифование.
Типы радиаторов по производственному процессу
Радиатор, изготовленный на станке с ЧПУ
Варианты сложной конструкции, а также высокая теплопроводность — два основных преимущества радиаторов, изготовленных на станке с ЧПУ. Они несколько дороги в производстве и имеют относительно низкую производительность, что исключает их как вариант для недорогих и / или крупносерийных продуктов.
Кованые и литые радиаторы Подобно кованым радиаторам, литые под давлением радиаторы отличаются низкой удельной стоимостью при крупносерийном производстве. Тем не менее, первоначальная стоимость инструмента непомерно высока для малых и средних объемов.
Литые и холоднокованые радиаторы обладают очень хорошими тепловыми характеристиками. Кованые радиаторы обеспечивают хорошую гибкость конструкции для сложных радиаторов, в то время как литые под давлением радиаторы ограничены более толстыми ребрами, что делает их идеальными для крышек корпусов, используемых в приложениях с естественной конвекцией.
Ребристые радиаторы с застежкой-молнией, которые лучше всего сочетаются с тепловыми трубками или испарительными камерами, имеют малый вес и позволяют использовать тонкие, плотно упакованные ребра и легко интегрируются с двухфазными устройствами. В качестве основания массива ребер можно использовать паровые камеры, а через центр ребер можно провести тепловые трубки для эффективного отвода тепла. Стоимость инструмента и цена за единицу разумны.
Радиатор с зачищенными ребрами Превосходные тепловые свойства, тонкие ребра, высокое соотношение сторон ребер и низкая стоимость инструментов являются отличительными чертами радиаторов с зачищенными ребрами.