Теплопроводность металла это свойство

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

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.

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

Коэффициенты теплопроводности алюминиевых, медных и никелевых сплавов

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

Коэффициенты теплопроводности сплавов

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

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

В таблице указаны значения удельного электрического сопротивления и КТР металлической проволоки, выполненной из различных металлов и сплавов.

Материал проволоки: алюминий, вольфрам, железо, золото, латунь, манганин, медь, никель, константан, нихром, олово, платина, свинец, серебро, цинк.

Как видно из таблицы, нихромовая проволока имеет высокое удельное электрическое сопротивление и успешно применяется в качестве спиралей накаливания нагревательных элементов множества бытовых и промышленных устройств.

Удельная теплоемкость цветных сплавов

В таблице приведены величины удельной (массовой) теплоемкости двухкомпонентных и многокомпонентных цветных сплавов, не содержащих железа, при температуре от 123 до 1000К. Теплоемкость указана в размерности кДж/(кг·град).

Дана теплоемкость следующих сплавов: сплавы, содержащие алюминий, медь, магний, ванадий, цинк, висмут, золото, свинец, олово, кадмий, никель, иридий, платина, калий, натрий, марганец, титан, сплав висмут — свинец — олово, сплав висмут-свинец, висмут — свинец — кадмий, алюмель, сплав липовица, нихром, сплав розе.

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

Удельная теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов

Удельная (массовая) теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов приведена в таблице при температуре от 0 до 1300ºС. Размерность теплоемкости кал/(г·град).

Теплоемкость специальных сплавов: алюмель, белл-металл, сплав Вуда, инвар, липовица сплав, манганин, монель, сплав Розе, фосфористая бронза, хромель, сплав Na-K, сплав Pb — Bi, Pb — Bi — Sn, Zn — Sn — Ni — Fe — Mn.

Плотность сплавов

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

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

Источники:

ПОИСК

    Теплопроводность. Теплопроводность металлических материалов в значительной мере зависит от чистоты металлов. Теплопроводность сплавов, как правило, ниже, чем чистых металлов. Используемая обычно в расчетах средняя теплопроводность [c.

147]

    Предположение о том, что электроны в металле свободно перемещаются и в отсутствие электрического поля, подтверждается рядом экспериментальных фактов. Так, обнаруживается универсальная связь между электропроводностью и теплопроводностью металлов.

Теплопроводность металлов значительно выше, чем теплопроводность изоляторов найдено, что отношение электропроводности и теплопроводности, по крайней мере при средних температурах, является универсальной функцией температуры и не зависит от природы металла (закон Видемана — Франца).

Это указывает на общность механизма обоих процессов перенос тепла, как и перенос электричества, осуществляется за счет движения свободных электронов следовательно, свободные электроны в металле имеются и в отсутствие электрического поля.

Факт существования в металлах свободно перемещающихся электронов подтверждается также явлением термоэлектронной эмиссии (испускание электронов нагретыми металлами). Следует отметить, что распределение скоростей электронов в металле, как показывает опыт, является максвелловым.

Таким образом, наличие в металлах электронного газа можно считать экспериментально подтвержденным. Предположив, что электронный газ в металле обладает свойствами классического идеального газа, Друде дал теоретическое истолкование наблюдаемой на опыте зависимости между теплопроводностью и электропроводностью. Был объяснен ряд термоэлектрических явлений.

Правда, возникли расхождения между теоретическими и экспериментальными значениями теплоемкости металлов. Согласно классическому закону равнораспределения энергии электронный газ должен давать вклад в теплоемкость металла, равный 3/2 Я а а 1 моль свободных электронов (если металл одновалентный, это вклад на 1 моль вещества). Однако экспериментально установлено, что вклад электронов в теплоемкость практически равен нулю. Это противоречие нашло объяснение наос- [c.183]

    Обычно для чистых металлов теплопроводность кристаллической решетки чрезвычайно мала по сравнению с электронной частью теплопроводности. В сплавах же из-за уменьшения электронной части теплопроводности существенную роль начинает играть процесс передачи тепла решеткой, что и приводит к изменению температурной зависимости к. На величину коэффициента теплопроводности оказывает влияние способ предварительной обработки сплава. О влиянии термической [c.149]

    При дисперсно-кольцевом режиме течения кипение может осуществляться путем непосредственного испарения со свободной поверхности жидкости при этом тепло будет передаваться теплопроводностью от твердой поверхности нагрева к жидкости и затем через пленку жидкости к свободной поверхности. Этот последний вид передачи тепла особенно эффективен в случае кипения металлов теплопроводность металлов так высока, что падение температуры по сечению кольцевой пленки мало по сравнению с перегревом, необходимым для активации центров парообразования. [c.95]

    Здесь вш Епр — относительный коэффициент лучеиспускания расплавленного металла — теплопроводность жидкого металла, ккал/м град — ч Ац — константа для данного металла  [c.248]

    Пластмассы характеризуются более низкой, по сравнению с металлами, теплопроводностью, поэтому процесс их охлаждения протекает неравномерно и вызывает неравномерную усадку изделия. [c.275]

    Значение б ред зависит от размера слоя и давления. Отметим, что для органических горючих предельной относительной плотности не наблюдается, т. е. горение идет и для сплошной пластины (б 1) горючего. Это естественно связать с их низкой (по сравнению с металлами) теплопроводностью. [c.179]

    В ламинарном потоке теплота поперек течения передается теплопроводностью, в турбулентном — теплопроводностью и конвекцией. Так как у неметаллических теплоносителей коэффициент теплопроводности сравнительно невелик, в турбулентном ядре теплота в основном переносится конвекцией.

При этом основным термическим сопротивлением при передаче теплоты поперек турбулентного потока является вязкий подслой. В результате основное изменение температуры жидкости в поперечном сечении сосредоточивается у стенки, в турбулентном ядре температура изменяется сравнительно мало (рис. 11-1).

В жидких металлах теплопроводность велика и может конкурировать с процессом [c.242]

    Влияние на теплопроводность металлов поперечного или продольного направления теплового потока магнитного поля в настоящее время изучено недостаточно. В нормальных металлах теплопроводность в по- [c.234]

    Теплопередача к металлу в печах происходит излучением и конвекцией, а распространение тепла внутри металла — теплопроводностью. Основные законы, описывающие эти виды теплопередачи, а также методики определения коэффициентов теплопередачи приведены в главе 13 и приложении I. [c.7]

    Качество деталей контролируют по плотности. Плотность МК должна быть не ниже 3,83 г/см (рис. 46). Пористость, газопроницаемость и водопоглощение изделий практически отсутствуют. Твердость при 20° С составляет HRA 90 и с увеличением температуры изменяется незначительно. Сохранение твердости при температуре 500—700° С является ценным свойством для высокотемператур-,ных узлов трения. Прочность при изгибе и ударная вязкость в 8—10 раз меньше, чем у стали Р18, что приводит к преждевременному выкрашиванию и разрушению пар трения при знакопеременных и вибрационных нагрузках. Прочность при сжатии достаточно высока и сохраняется при высоких температурах. Детали кратковременно могут работать при температурах, близких к плавлению металлов. Теплопроводность изделий низкая, что способствует трещинообразованию и разрушению при быстром нагревании, особенно при резком последующем охлаждении, а так- же препятствует отводу теплоты из зоны трения при работе без смазки. Низкие теплопроводность и ударную вязкость следует особенно учитывать при -эксплуатации деталей. [c.181]

    Сопротивление контакта уменьшается с увеличением температуры и при температурах выше 700 °С становится очень малым (рис. 2-33).

Таким образом, сопротивление металла возрастает, а сопротивление контакта уменьшается при возрастании температуры, в результате чего общее сопротивление сварочной цепи уменьшается не резко.

Приведенные формулы позволяют достаточно точно определить общее количество тепла, выделяемого при сварке. Однако очень трудно рассчитать повышение температуры металла из-за потерь тепла в соседние холодные слои металла теплопроводностью [c.137]

    Защита от коррозии и придание изделиям соответствующего внешнего вида (блестящего или матового) Хромовое блестящее 1 Электро- литический Никель Медь и медные сплавы С1, Сг, Л Детали, которые подлежат отделке нанесением покрытия и изготовляются из меди или медных сплавов связи с особыми физико-химическими свойствами этих металлов (теплопроводность, электропроводность и др.) [c.64]

    Существенным недостатком текстолитовых вкладышей является низкая, в сравнении с металлом, теплопроводность.

Последнее обстоятельство требует применения охладительной смазки, в качестве которой при удельном давлении ниже 140 кГ/см применяется вода (шейка вала при этом предварительно должна быть смазана), а при нагрузке выше 140 кГ[см применяется вода в смеси с маслом. [c.557]

    Испарительная способность не имеет прямой зависимости от смоченной поверхности, так как тепло поступает не только через нее, но вдоль металла теплопроводностью, лучистой теплопередачей и через паровое пространство. [c.129]

    Предположение о том, что электроны в металле свободно перемещаются и в отсутствие электрического поля, подтверждается рядом экспериментальных фактов. Так, обнаруживается универсальная связь между электропроводностью и теплопроводностью металлов.

Теплопроводность металлов значительно выше, чем теплопроводность изоляторов найдено, что отношение электропроводности и теплопроводности, по крайней мере при средних температурах, является универсальной функцией температуры и не зависит от природы металла (закон Видемана — Франца).

Это указывает на общность механизма обоих процессов перенос тепла, как и перенос электричества, осуществляется за счет движения свободных электронов следовательно, свободные электроны в металле имеются и в отсутствие электрического поля.

Факт существования в металлах свободно перемещающихся электронов подтверждается также явлением термоэлектронной эмиссии (испускание электронов нагретыми металлами). Следует отметить, что распределение скоростей электронов в металле, как показывает опыт, является максвелловым.

Таким образом, наличие в металлах электронного газа можно считать экспериментально подтвержденным. Предположив, что электронный газ в металле обладает свойствами классического идеального газа, Друде дал теоретическое истолкование [c.206]

    Теплопроводность стали X удельная теплоемкость другого металла Теплопроводность другого металла х удельная теплоемкость стали [c.81]

    Теплопроводность сильно зависит от чистоты металлов. Теплопроводность сплавов, как правило, ниже, чем у чистых металлов. На величине коэффициента теплопроводности сказывается способ предварительной обработки сплава.

Так, установлено, что теплопроводность деформируемых сплавов несколько выше, чем литейных. В области низких температур для некоторых чистых металлов наблюдается резкое увеличение теплопроводности.

Однако при температурах, близких к температуре жидкого гелия, тепло-гароводность снижается еще более резко до весьма малых значений. [c.505]

    Теплопроводность металлов лежит в пределах от 2 до 360 ккал1м час °С. Наибольшей теплопроводностью обладает серебро (Я = 360), медь (Я = 340), алюминий (Я = 180) и т. д. С повышением температуры у большинства металлов теплопроводность понижается.

Добавки всех видов уменьшают теплопроводность металлов. Железо, содержащее 0,1 % углерода, имеет Я = 45 при содержании 1 % углерода коэффициент теплопроводности снижается до Я = 34, а при содержании 1,5% теплопроводность понижается до 31 ккал1м — час °С.

У закаленной стали Я на 10—25% меньше, чем у мягкой. [c.23]

    При более высоких температурах число электронов, участвующих в процессе теплопроводности, продолжает расти пропорционально температуре, но в то же время их длина свободного пробега падает вследствие электрон-фо-нонного взаимодействия.

Первое явление доминирует во всем температурном диапазоне в металлах с высокой концентрацией дефектов решетки, что находит отрансение в постоянном росте теплопроводности с увеличением температуры.

Напротив, в чистых металлах теплопроводность достигает максимума при той температуре, при которой начинает проявляться электроп-фононпое взаимодействие, что влечет за собой падение теплопроводности в остальном температурном диапазоне (см. 4.5.6).

При температурах выше примерно 150 К теплопроводность X и электрическая проводимость а связаны соотношением, называемым законом Видемана—Франца—Лоренца  [c.191]

    Коэффициент теплопроводности (X ккал1м час °С) характеризует способность тела проводить тепло и определяется длиной овободного пути электронов. Чем длиннее овободный путь электронов, тем больше теплопроводность. Примеси искажают правильность расположения атомов в кристаллической решетке и снижают теплопроводность. Повышение температуры, увеличивая проводимость кристаллической решетки, повышает теплопроводность, а увеличивая амплитуду колебания атомов, уменьшает среднюю длину свободных путей электронов, в результате этого снижая теплопроводность. Для чистых металлов теплопроводность значительно выше, чем для сплавов, и с шовышением температуры уменьшается для ряда сплавов, например, для стали с 13% хрома, два противоположных влияния температуры уравновешиваются и теплопроводность остается постоянной. [c.19]

    Блочные теплообменники. Для процессов теплообмена, протекающих в химически агрессивных средах, в ряде случаев используют теплообменники из неметаллических материалов. Обычно такие материалы (стекло, керамика, тефлон и др.) обладают более низкой, чем у металлов, теплопроводностью.

Исключение составляет графит, который для устранения пористости предварительно пропитывают феноло-формальдегидными смолами. Пропитанныц графит является химически стойким материалом в весьма агрессивных средах (например, в горячей соляной, разбавленной серной, фосфорной кислоте [c.

336]

    Теплопроводность зависит от рода вещества и температуры. Наименьшей теплопроводностью обладают газы и пары, наибольшей— твердые тела и металлы. Теплопроводность жидких нефтепродуктов составляет 0,09 — -0,12 ккал1м час С. [c.106]

    Интенсификация теплоотдачи при пленочной К. может достигаться профилированием ее пов-сти (напр., применением т. наз.

мелковолнистой пов-сти), к-рое способствует уменьшению средней толщины пленки конденсата, созданием на пов-сти искусств, шероховатости, приводящей к турбулизации пленки, воздействием на нее при диэлектрич. жидкой фазе (напр., при К. хладонов) электростатич.

полем, отсосом конденсата через пористую пов-сть и др. При конденсации паров жидких металлов теплопроводность жидкой фазы весьма высока. Поэтому доля термич.

сопротивления пленки конденсата в суммарном сопротивлении передаче тепла незначительна, и определяющим оказывается межфазное термич, сопротивление, обусловленное мо-лекулярно-кинетич. эффектами на границе раздела фаз. Иногда пленочная К. на пов-сти сопровождается гомог, К. в прилегающем к пов-сти раздела фаз слое пара. Если об- [c.450]

    Стабильность топлив при высоких температурах можно оценивать по лако- и нагарообразующей способности топлив при контакте с горячими металлическими поверхностями.

Обычно такие отложения даже у весьма нагретых поверхностей выгорают с недостаточно больщой скоростью в результате накопление лаков и нагаров вызывает нарушение теплового режима двигателя, так как они характеризуются весьма малой теплопроводностью, приближающейся по значению к теплопроводности окислов металлов. Теплопроводность лакообразующего слоя составляет приблизительно 2 10- кал1 (см сек град). [c.246]

    Для колец из материалов с низкой теплопроводностью (металлы, керамика) определяющими являются термические деформации, вызываемые температурными градиентами — неравномерным распределением температур по сечению кольца. Источниками теплоты в торцовом уплотнении являются трущиеся поверхности, рабочая среда и контактирующие с ней детали.

Снижением термпературы и ее равномерным распределением по к сечению кольца можно уменьшить термические деформации. Углеграфиты Х51 силнцированные графиты имеют модуль упругости на порядок меньше, чем металлы, теплопроводность же их в 2-3 раза выше, что снижает влияние температурных деформаций, и поэтому определяющими являются механические деформации.

Механические деформации возникают под действием давления уплотняемой среды и контактного давления в паре. В парах трения углеграфит по силицированному графиту форма уплотняющего зазора нарушается под действием деформаций углеграфитового кольца, так как модуль упругости углеграфита в 10 раз меньше, чем силицирован-ного графита.

Уменьшить его деформации можно только выбором геометрической формы кольца и способом его установки. Углеграфитовое кольцо, имеющее упругую опору (резиновое кольцо) под выступом на наружной цилиндрической поверхности, подвергается деформациям как от действия контактного давления, так и от давления уплотняемой среды (рис. 8, а).

Моменты М1 и М2 имеют одинаковый знак и вызывают поворот сечения кольца относительно опоры. [c.17]

    Резиты имеют большой коэфициент те рмического линейного расширения (10- на 1°), который в несколько раз превышает соответствующий коэфициент расширения металлов. Теплопроводность резитов (10 кал/сек °Ц см) в несколько сот раз меньше, чем у стали. При быстром охлаждении резита 50 [c.50]

    Блочные теплообменники. Для процессов теплообмена, протекающих в химически агрессивных средах, в ряде случаев используют теплообменники из неметаллических материалов. Обычно такие материалы (стекло, керамика, тефлон и др.) обладают более низкой, чем у металлов, теплопроводностью.

Исключение составляет графит, который для устранения пористости предварительно пропитывают феноло-формальдегидны-ми смолами. Пропитанный графит является химически стойким материалом в весьма агрессивных средах (например, в горячей соляной, разбавленной серной, фосфорной кислоте и др.

) и отличается высокими коэффициентами теплопроводности, равными 92—116 втЦм-град), или 70—90 ккалЦм Ч-град). [c.355]

    Таким образом, можио сделать вывод, что при комнатных температурах в чистых металлах теплопроводность в основном обусловлена переносом энергии электронами, а не фононами.

Однако различие в электронной и фоиоиной частях теплопроводности невелико.

Металлы действительно проводят теплоту лучше, чем диэлектрики в случае сплавов коэффициенты теплопроводности оказываются примерно такими же по порядку величины, что и для диэлектриков. [c.90]

Теплопроводность металлов и ее применение

У каждого металла есть ряд параметров, характеризующие его как материал. Их нужно учитывать при изготовления различных предметов, заготовок, повышения эксплуатационных характеристик. Один из главных параметров — теплопроводность металлов. Этот показатель учитывают производители при изготовлении термодатчиков, радиаторов, холодильных установок.

Металлообрабатывающий завод

Определение и значение

Теплопроводность — способность материалов переносить энергию тепла от разогретых поверхностей к холодным участкам. Теплопроводящими могут быть жидкости, газы, твердые вещества. Это способность тела проводить тепловую энергию через себя, передавать ее другим предметам.

Коэффициент теплопроводности — величина, равняющаяся количеству теплоты, которая переносится через определенную площадь поверхности за 1 секунду.

Впервые этот параметр был установлен в 1863 году. Ученые доказали, что передача теплоты осуществляется за счет движения свободных электронов. В металлических заготовках их больше, чем в предметах из другим материалов.

Опыт № 1. Теплопроводность

На примере этого опыта я хотел показать действие теплопроводности наглядно. При нормальных условиях тепло должно передаваться равномерно вследствие колебательных движений частиц.

К металлической линейке с помощью воска я прикрепил несколько кнопок. Закрепив линейку в штативе, я начал нагревать один конец линейки с помощью спиртовки. Линейка начала постепенно нагреваться, это можно доказать тем, что воск начал таять постепенно и кнопки поочерёдно начали отпадать.

  Как пользоваться плиткорезом: уловки и хитрости

Вывод из опыта № 1

Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени.

Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура в следующей части линейки.

При теплопроводности не происходит переноса самого вещества. Теплопроводность металла хорошая, у жидкостей невелика, у газов еще меньше.

Применения теплопроводности

• Теплопроводность используется при плавлении металлов.
• В электронике используют настолько плотное расположение плат, что теплоноситель проникает туда с трудом. Поэтому приходится тепло от электронных чипов отводить теплопроводностью.
• Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. В кухонной посуде ручки чайников и кастрюль обычно делают деревянными или пластмассовыми в связи с тем, что у дерева и пластмассы плохая теплопроводность.
• Поверхность утюга, которой гладят металлическая, чтобы хорошо прогревалась, а вся остальная часть утюга пластмассовая, чтобы не обжечься.
• Плохую теплопроводность газов в основном используют, как теплоизоляцию, чтобы предохранять помещения от замерзания.
• Плохая теплопроводность газов используется в окнах. Между двумя стёклами в окне находится воздух, поэтому воздух долгое время сохраняет тепло.
• Термос работает по такому же принципу, что и окно. Между внутренними стенками и внешними находится воздух, и тепло очень медленно уходит.
• Теплопроводность газов используется во многих строительных материалах, например, в кирпичах. В кирпиче находятся отверстия не просто так, а для сохранения тепла. Стены состоят из двух слоёв, между которыми находится воздух, это сделано для сохранения тепла.
• Дома в зонах вечной мерзлоты строят на сваях.
• Тонкой полиэтиленовой плёнкой можно защищать растения от холода, потому что полиэтилен – плохой проводник тепла.
• Материалы, не пропускающие тепло, используются при космических полётах, чтобы пилоты не замерзали.
• Горячие предметы лучше брать сухой тряпкой, нежели мокрой, потому что воздух хуже проводит тепло, чем вода.

Теплопроводность в природе

У многих не перелётных птиц температура лапок и тела может различаться до 30 °С. Это связано с тем, что им приходится ходить по холодной земле или по снегу, чтобы не замёрзнуть, низкая температура лап сильно понижает теплоотдачу.

Образование ветра это тоже теплопроводность. Зарождаются ветра обычно около водоёмов.

Днём суша нагревается быстрее чем вода, то есть над водой воздух более холодный, следовательно, его давление выше, чем у воздуха, который над сушей, и ветер начинает дуть в сторону суши.

Ночью же суша остывает быстрее, чем над водой, и воздух над ней становится холоднее, чем тот, что над водой и ветер дует в сторону воды.

• Мех животных обладает плохой теплопроводностью, что защищает их от перегрева и замерзания.
• Снег, будучи плохим проводником тепла, предохраняет озимые посевы от вымерзания.
• Внешняя температура тела у человека держится постоянной благодаря теплопроводности и её свойству, согласно которому, при взаимодействии микрочастиц они передают друг другу тепло.

Интересные факты о теплопроводности

Самую большую теплопроводность имеет алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше чем у меди. Если алмазную ложечку опустить в горячий чай, то вы сразу обожжётесь из-за того, что тепло дошло до конца ложки.

Теплопроводность стекла настолько мала, что вы можете взять стеклянную палочку, раскаленную посередине, за концы, и при этом даже не почувствовать тепла.

Итальянские учёные изобрели рубашку, позволяющую поддерживать постоянную температуру тела. Лето в ней не буде жарко, а зимой – холодно. Это связано с тем, что она сшита из специального материала, не пропускающего тепло.

Какие факторы влияют на показатель?

Чтобы понять, как повысить или понизить показатель разных видов металла, нужно знать какие факторы влияют на этот параметр:

• размеры изделия, площадь поверхности;
• форму заготовки;
• химический состав;
• пористость материала;
• вид материала;
• изменение температуры воздействия.

Также внимание нужно уделить строению кристаллической решетки.

Металлические листы ( Instagram / metall61_armatura_dostavka)

Большая теплопроводность – металл

Большая теплопроводность металлов объясняется также наличием свободных электронов. Передача тепловой энергии в металлах осуществляется двояким образом: колебательным движением ионов и движением свободных электронов. [1]

  Каким сварочным аппаратом лучше варить трубы

Большая теплопроводность металлов обеспечивается наличием облака подвижных электронов. Если часть металла нагрета, то кинетическая энергия электронов в этой области возрастает. Электроны распространяются по всему металлу, вызывая рост температуры во всей решетке. [2]

Большую теплопроводность металлов в сравнении с теплопроводностью изоляторов можно объяснить предположением, что теплопроводность х, обусловленная свободными электронами, значительно превышает теплопроводность кр решетки. [3]

Ввиду большой теплопроводности металла ( Км 50 ккал / ( м-чх X С) происходит подвод дополнительного тепла к смоченной поверхности вдоль металла резервуара или баллона, поэтому эффективная смоченная поверхность несколько больше действительной, что подтверждается опытными данными. [4]

Большая электропроводность и большая теплопроводность металлов обусловлены тем, что подвижные электроны переносят электричество и передают тепловые колебания от атома к атому. Вследствие этого металлы обладают электрической проводимостью, которая в тысячи раз больше, чем у других лучших проводников. [5]

Читать также: Подсоединение дхо через стабилизатор и коммутатор

Крупным неудобством последних является большая теплопроводность металлов , вследствие чего потери жидкого воздуха от испарения в них были много больше.

Выше мы указали, что наиболее интенсивный переход тепла имеет место в соединении обеих стенок в верхней части горлышка; стремление сделать сечение металла, а следовательно и теплопроводность в этом месте наименьшими привело к созданию Хейландом бутыли, показанной на фиг. [6]

Крупным неудобством последних является большая теплопроводность металлов , вследствие чего потери жидкого воздуха от испарения в них были много больше.

[7]

В металлических рекуператорах в силу большой теплопроводности металла и малой толщины стенки тепловое сопротивление стенки имеет весьма малое значение, в то время как в керамических рекуператорах оно значительно больше и поэтому им пренебрегать нельзя. [8]

Беспорядочное движение электронов при отсутствии поля служит объяснением большой теплопроводности металлов . Здесь выравнивание теплового состояния тела совершается гораздо скорее благодаря большой подвижности электронов.

Легко понять, что теплопроводность, как и электропроводность, зависит от состояния электронного газа в металле.

Поэтому следует ожидать существования зависимости между коэфициентом теплопроводности и удельной электропроводностью одного и того же металла. [9]

При более высоких температурах эти трубки следует охлаждать, иначе вследствие большой теплопроводности металла будут разрушаться резиновые трубки, которыми газовые пипетки подсоединяются к пробоотборным трубкам. [11]

Металлические формы при пневматических способах изготовления изделий, имеют еще один недостаток – большую теплопроводность металла и большую теплоемкость массивной металлической формы.

Как только разогретый пластик во время выдувания изделия коснется металлической формы, на поверхности пластика образуется твердая корка, и вследствие быстрого отвода тепла через металл эта корка остается твердой во все время формования. [12]

Эти свободные электроны и обеспечивают высокую электропроводность металлов; их подвижность является также причиной большой теплопроводности металлов . [13]

Взаимодействие электронов проводимости с ионами металла, находящимися в узлах кристаллической решетки, обусловливает большую теплопроводность металла . [15]

Перед тем как работать с различными металлами и сплавами, следует изучить всю информацию, касающуюся их основных характеристик. Сталь является самым распространенным металлом и применяется в различных отраслях промышленности. Важным ее показателем можно назвать теплопроводность, которая варьируется в широком диапазоне, зависит от химического состава материала и многих других показателей.

Какие показатели считаются нормой?

Коэффициент учитывается в различных сферах производства. Этот параметр нужно учитывать при изготовлении:

• утюгов;
• нагревательных приборов;
• холодильных камер;
• подшипников скольжения;
• оборудования для нагревания воды;
• отопительных приборов.

Изучая свойства различных материалов, специалисты составили таблицы с показателями теплопроводности для каждого из них. Их можно найти в специализированных справочниках.

Для стали

Справочники объединяют в себе расчетные данные для разных материалов:

• стали, которая используется при изготовлении режущего инструмента;
• сплавов для производства пружин;
• стали, насыщенной легирующими добавками;
• сплавов, стойких в образованию ржавчины;
• материалов, устойчивых к высокой температуре.

Данные в таблицы собирались для стали, которая подвергалась термической обработке при температуре от -263°C до +1200°C.

Термообработка ( Instagram / energomashvologda)

Для меди, никеля, алюминия и их сплавов

Показатель для металлов и сплавов будет отличаться для цветных и черных металлов. У железа и цветных металлов разная структура, температура плавления, строение кристаллической решетки.

В таблицах можно найти информацию о химическом составе меди, никеля, алюминия. Особенности:

• самая высокая теплопроводность у никеля, магния, меди и сплавов на их основе.
• самая низкая теплопроводность у инвара, нихрома, алюминия, олова.

Геохимия и минералогия

Среднее содержание хрома в различных изверженных породах резко непостоянно. В ультраосновных породах (перидотитах) оно достигает 2 кг/т, в основных породах (базальтах и др.) — 200 г/т, а в гранитах десятки г/т.

Кларк хрома в земной коре 83 г/т. Он является типичным литофильным элементом и почти весь заключен в минералах типа хромшпинелидов.

Хром вместе с железом, титаном, никелем, ванадием и марганцем составляют одно геохимическое семейство.

Различают три основных минерала хрома: магнохромит (Mg, Fe)Cr2O4, хромпикотит (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 и алюмохромит (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. По внешнему виду они неразличимы, и их неточно называют «хромиты». Состав их изменчив:

• Cr2O3 18—62 %,
• FeO 1—18 %,
• MgO 5—16 %,
• Al2O3 0,2 — 0,4 (до 33 %),
• Fe2O3 2 — 30 %,
• примеси TiO2 до 2 %,
• V2O5 до 0,2 %,
• ZnO до 5 %,
• MnO до 1 %; присутствуют также Co, Ni и др.

Собственно, хромит, то есть FeCr2O4 сравнительно редок.

Помимо различных хромитов, хром входит в состав ряда других минералов — хромовой слюды (фуксита), хромового хлорита, хромвезувиана, хромдиопсида, хромтурмалина, хромового граната (уваровита) и др.

, которые нередко сопровождают руды, но сами промышленного значения не имеют. В экзогенных условиях хром, как и железо, мигрирует в виде взвесей и может накапливаться в глинах. Наиболее подвижной формой являются хроматы.

Можно ли повысить показатель?

Ученые провели эксперимент по увеличение параметра с использованием графена. Они наносили слой графена на медные поверхности. Для этого применялась технология осаждения графеновых частиц из газа.

Показатель теплопроводности медной заготовки увеличился, поскольку зерна в структуре стали больше. Благодаря этому повысилась проходимость свободных электронов. При нагревании меди без графенового напыления размер зерен не был увеличен.

Также внимание нужно уделить влиянию концентрации углерода на показатель. У стали с высоким содержанием углерода он выше. Благодаря этому из высокоуглеродистой стали изготавливаются трубы, запорная арматура.

Графен ( Instagram / kalabs_lab)

Коэффициенты теплопроводности сплавов

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

Методы изучения и измерения

Прежде чем начинать изучение и измерение показателя теплопроводности нужно выбрать материал, узнать технологию его какой технологии получения. Например, металлические заготовки одинакового размера, формы, изготовленные литьем или порошковой металлургии будут отличаться основными параметрами. То же самое касается сырых металлов в сравнении с тем, которые прошли термическую обработку.

Чтобы получить точные данные, нужно выбирать заготовки прошедшие одинаковые этапы обработки. Они должны быть одного размера, формы, похожи по химическому составу.

Специалисты выделяют ряд актуальных методик измерения коэффициента теплопроводности, применяемыми предприятиями:

1. TCT (Методика разогретой проволоки).
2. HFM (Методика теплового потока).
3. GHP (Технология раскаленной охранной зоны).
4. Релакционно-динамический способ. С его помощью проводятся массовые измерения технических характеристик. При измерении нужно выбирать заготовки с одинаковой отражающей способностью поверхностей.

При изготовлении различных предметов, деталей, оборудования из металла, специалисты учитывают отдельные технические характеристики. Например, при производстве теплообменников, радиаторов, систем охлаждения, нагрева воды, главный параметр — коэффициент теплопроводности. На него влияет химическое строение материала, кристаллическая решетка, пористость, форма, размеры заготовки.

Конвекция

Конвекция

— это процесс теплопередачи, осуществляемый путем переноса энергии потоками жидкости или газа.Пример явления конвекции : небольшая бумажная вертушка, поставленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться. Это явление можно объяснить таким образом.

Воздух, соприкасаясь с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. Сила Архимеда, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, которая действует на теплый воздух.

В результате нагретый воздух «всплывает», поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.

При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.Различают два вида конвекции: