У чего больше теплопроводность у алюминия или чугуна

02.01.202427.11.2022 admin 0 Comments

Чугунные батареи или алюминиевые радиаторы: что лучше, как сделать выбор

Чугунные или алюминиевые батареи – именно между этими двумя вариантами обычно выбирают покупатели. Отопительная централизованная система есть во всех современных домах, поскольку температура воздуха в зимнее время года чаще опускается ниже критических отметок. Сравнение нужно проводить по ряду основных показателей – это давление, цена, дизайн, рабочие температуры. И чугунные, и алюминиевые модели имеют свои сильные стороны, преимущества, решают те или иные задачи.

В чем разница между чугунными и алюминиевыми радиаторами

Чугунные батареи высоко востребованы со времен СССР, сейчас их реже, но тоже устанавливают. Изначально такие изделия были в дефиците, и новоселы, получившие жилье, стояли в очередях, чтобы купить чугунный радиатор.

Панельные стальные – вариант базовой комплектации – ценились намного ниже в силу худших эксплуатационных параметров.

Если сравнивать со сталью, у чугуна есть ряд преимуществ. Первое – такие изделия не текут, второе – к коррозии материал практически не склонен. Чугунные радиаторы почти вечные, легко прослужат 50 лет и более. Недостатки есть – это низкая тепловая отдача в сравнении с другими видами батарей. Внутренний объем значительный (примерно 3 л на ребро), и общий вес системы, соответственно, тоже.

Правильно выбранные качественные радиаторы – залог уюта и тепла в доме

Из-за значительного объема внутреннего пространства нагрев батареи из чугуна занимает много времени. Быстро отрегулировать температуру в жилом помещении будет, соответственно, непросто. И все равно чугунные радиаторы – одни из самых востребованных на современном рынке. Миф о том, что чугун – это пережитки прошлого, неактуальный, некрасивый вариант, остается мифом.

Алюминиевые радиаторы – решение более современное и прогрессивное. Они красивые, легкие, имеют высокую тепловую отдачу, примерно в 4 раза больше, чем у чугуна. То есть греет алюминий намного лучше и быстрее при равном с чугуном размере секции. Минусы тоже есть, основной – коррозия. Внутри алюминиевых радиаторов часто незаметно запускаются разрушительные процессы, связанные с конструктивными и другими особенностями системы. Играет свою роль низкое качество воды в централизованной системе водоснабжения. Нагревают помещения такие модели быстро, достаточно 20 минут для достижения комфортных условий.

Из-за склонности к коррозии нужно довольно часто заменять радиаторы из алюминия, средний интервал обслуживаний составляет 15-20 лет.

Алюминий – вариант более современный, но по ряду параметров он чугуну уступает

Представленные в продаже модели алюминиевых радиаторов различаются в плане параметров производительности, внешнего вида. Поэтому очень важно сделать правильный выбор, он определит дизайн изделия, комфортность эксплуатации, показатели экономичности.

Сравнение чугунных и алюминиевых радиаторов

Поскольку батареи из чугуна и алюминия различаются по ряду ключевых параметров, их сравнение нужно провести отдельно. Правильный выбор можно делать, только изучив все характеристики.

Какие батареи лучше греют: чугунные и алюминиевые

Лучшего варианта в плане достижения требуемых температурных показателей воздуха в помещении нет, оба типа радиаторов достаточно эффективные. При этом чугун долго «кочегарится», чтобы прогреть комнату, потребуются часы. Алюминий – вариант комфортный в эксплуатации по той причине, что он обеспечивает максимально быстрый обогрев. Буквально за 20 минут после включения в комнатах станет достаточно тепло.

Алюминий греет быстрее, чугун лучше держит тепло

Алюминиевые радиаторы, несмотря на все преимущества, имеют определенные недостатки. Так их следует чаще, чем чугунные, заменять, перепадам давления внутри системы такие изделия подвержены сильно, в критических ситуациях их может просто разрывать.

Какие батареи лучше держат давление

В последних моделях радиаторов из чугуна очень толстые стенки, около 4-5 мм. На практике это означает, что такие изделия отлично выдерживают давление носителя тепла в системе, если оно превышает стандартные значения в 8 атмосфер. И даже если параметр возрастет до 12 атмосфер, угрозы для стенок это все равно не создаст.

Алюминиевые радиаторы изготавливают из сплавов с разными параметрами тепловой проводности. Они нормально противостоят давлению теплоносителя внутри системы, но, конечно, хуже, чем чугунные. Более старые модели были рассчитаны на 7-8 атмосфер при толщине стенок в 2-5 мм, современные эксплуатируют при 12-15 атмосферах.

Чугун и алюминий примерно равны в плане способности выдерживать скачки давления в системе

Сравнение максимальной температуры теплоносителя

Максимальная температура теплоносителя для алюминия составляет около 100 °С, чугун спокойно выносит 120 °С и более. Этот параметр для домов старого фонда не особенно актуален, поскольку в них остро стоит проблема недостаточно качественного нагрева в принципе. Но если планируются повышенные нагрузки, ставку надежнее будет делать на чугун.

Чугунные радиаторы – на 100% надежный выбор, но по внешнему виду алюминиевым изделиям он уступает

Долговечность и срок эксплуатации

Чугун практически вечен – при условии грамотного ухода, нормального качества теплоносителя время работы изделий составит не менее 50 лет. Алюминиевые батареи нужно заменять через каждые 15-20 лет, поскольку они склонны к коррозии и разрушению.

Главный минус алюминиевых сплавов – склонность к коррозии

Простота установки

Чугунные радиаторы устанавливают с применением технологии сварки. Разрешено использовать газосварку, но этот метод стоит дороже. Платить больше или нет, решает владелец жилья, главный плюс газосварки – исключительная долговечность системы, высокая стойкость к износу, скачкам давления.

Алюминиевые заготовки при монтаже батареи отопления соединяют друг с другом с применением аргоновой сварки. Метод дает прочное долговечное соединение. В итоге выйдут конструкции феноменальной прочности.

Установить батареи отопления можно своими силами

Сравнение стоимости радиаторов

Чугунные батареи стоят дороже большинства алюминиевых, хотя дизайнерские модели последнего типа находятся наравне с изделиями из чугуна. Высокий ценник полностью окупается в ходе эксплуатации. Секция алюминиевого радиатора стоит около 350 рублей и более, чугунного – вдвое дороже.

Чугун – выбор на годы, зато алюминий стоит дешевле

Сравнение внешнего вида

Чугунные батареи – классика, но на обилие дизайнов тут рассчитывать не стоит. С алюминиевыми можно воплощать в жизнь проекты разной сложности. Эксклюзивное исполнение обычно приводит к резкому увеличению стоимости секции.

Пожелания к внешнему виду обязательно следует учитывать при выборе батарей

Как сделать правильный выбор

Зная сильные и слабые стороны центрального отопления в квартире, доме, а также преимущества и недостатки стальных, алюминиевых батарей, можно будет сделать оптимальный выбор.

Также учитывают такие параметры:

Последнее – срок службы изделия. Желательно, чтобы он был максимальным, а батарея необслуживаемой.

Поскольку батареи отопления устанавливают на долгие годы, нужно учесть каждый момент

Заключение

Чугунные или алюминиевые батареи – важно решать с учетом доступного бюджета, пожеланий к дизайну, долговечности. Оба варианта современные, имеют высокое качество, но чугун тяжеловесный, а алюминий склонен к коррозии. Также есть биметаллические модели – самые совершенные и при этом дорогие.

Источник

Какие батареи лучше – чугунные или алюминиевые?

Чугунные и алюминиевые батареи отопления пользуются большой популярностью при сооружении систем водяного отопления. Но какие из них лучше – какие изделия выбрать? Дать однозначный ответ на этот вопрос непросто – каждый тип радиаторов обладает как своими достоинствами, так и недостатками. В материале данной статьи вниманию читателей представлен сравнительный анализ отопительных приборов из чугуна и алюминия для определенных условий эксплуатации.

Характеристики чугунных и алюминиевых батарей

Для удобства визуального сопоставления технические характеристики отопительных приборов представлены в виде таблицы:

Таблица 1. Средние технические характеристики чугунных и алюминиевых радиаторов водяного отопления, секции с межосевым расстоянием подключения 500 мм

Материал изготовления	Теплоотдача 1 секции при ∆T=70 0 C, Вт	Рабочее давление теплоносителя, кгс/см 2	Максимальное давление, кгс/см 2	Требуемая величина водородного показателя теплоносителя (рН)	Внутренний объем 1 секции, литров
2	3	4	5	6
Чугун	90 – 150	6 – 12	12 – 15	6,5 – 9,0	До 3,0
Алюминий	200	10 – 18	25	7,0 – 8,0	0,3

По конструкции алюминиевые изделия выпускаются в двух модификациях – разборной (секционной) и монолитной, чугунные батареи производятся только в секционном исполнении. Установка отопительных приборов производится настенным или напольным способом, причем некоторые модели из чугуна для напольного размещения оснащаются литыми ножками. При условии соблюдения условий эксплуатации алюминиевые радиаторы служат в среднем 20 – 25 лет, чугунные изделия по этому показателю являются абсолютным рекордсменом среди батарей – они служат до 50 лет.

Выбор радиатора отопления – чугунный или алюминиевый

По данным, представленным в таблице, можно сделать ряд следующих выводов:

На что же влияют данные выводы? Казалось бы – выбор следует делать в пользу алюминиевых батарей – они значительно превосходят своих конкурентов по техническим показателям, стоят дешевле, имеют небольшую массу, более совершенны по дизайну. Но это не совсем так – существует целый ряд нюансов.

Главным фактором влияния является требование изделий к химическому составу теплоносителя – а именно к водородному показателю рН. Алюминий имеет очень узкий диапазон этой величины – при отклонении от требуемых значений материал оборудования подвергается интенсивной коррозии с выделением водорода. Чугун же давно известен своей нейтральностью – он не только мало реагирует на водородный показатель, но и имеет очень низкую скорость кислородной коррозии – она меньше, чем у стали, почти в 4 раза.

Этим и обусловлена разница в сроках службы батарей – кроме того, чугунные изделия имеют более толстую стенку секции. Алюминий даже в условиях автономного отопления, где состав теплоносителя относительно стабилен, обычно уступает по продолжительности службы аналогам из чугуна.

Поэтому именно чугунные радиаторы следует считать более универсальными – они дольше служат в централизованных и автономных схемах, тогда как алюминиевые батареи все же больше рекомендуются для индивидуальных систем. Но и здесь есть своя оговорка – она основана на показателях прочности чугунных отопительных приборов.

Еще один важный аспект – в автономных системах с естественной циркуляцией теплоносителя могут применяться только чугунные батареи – только они среди всех типов радиаторов имеют подходящее проходное сечение.

Чугунные радиаторы имеют и свои недостатки по сравнению с алюминиевыми батареями:

Какие же радиаторы лучше – чугунные или алюминиевые? Выбор следует отдавать в зависимости от условий будущей эксплуатации и предпочтений, а также возможностей покупателя. Если говорить об отоплении в частном доме с естественной циркуляцией теплоносителя – то здесь следует выбрать чугунные изделия. Если говорить и закрытых схемах – а именно о централизованном и индивидуальном отоплении с принудительным движением теплоносителя – для этих условий выбор может быть различен. Если хочется подешевле и красиво – то алюминиевые батареи, если не очень красиво и подороже, но с огромным сроком службы – то чугунные изделия. Кроме того, сейчас производятся современные модели из чугуна – они обладают улучшенным дизайном, окрашены, отличаются более качественным оребрением и повышенными техническими характеристиками – но за все это, как всегда, придется значительно доплатить.

Источник

Чугунные или алюминиевые батареи?

Наверное, все при ремонте сталкивались с такой проблемой, оставить чугунные батареи или поставить, модные сейчас алюминиевые батареи. Вопрос не легкий, до сих пор идут споры. Кто-то защищает чугунные батареи, мол — «проверены годами», кто-то однозначно стоит за алюминиевые батареи, называя их эстетичными и высокопроизводительными. У каждого, правда своя. Но все, же чугунные или алюминиевые батареи? Давайте подумаем……..

Отопительный период в условиях России тянется от двух до восьми месяцев в году, и чем севернее находится местность, тем отопительный сезон длится дольше. Также с каждым годом растут цены на энергоносители, газ, электричество. И вопрос экономии становится на первое место. Соответственно мы задаемся вопросом, как экономично нагреть пространство, какие трубы применить для отопления, из какого материала? Чугун или алюминий? Если вспомнить школьный курс физики, то становится понятно, что нагрев помещения зависит от такой величины как теплопроводность материала. Теплопроводность материала – это передача тепла от нагретых источников к холодным, посредством движения молекул и атомов. Так какой же металл стоит на первом месте по теплопроводности (я не беру драгоценные и дорогие металлы). На первом месте стоит медь, затем идет алюминий, а уже потом идут чугун и сталь. Причем теплопроводность алюминия, хуже, чем у меди в 4 раза, а теплопроводность чугуна хуже, теплопроводности меди в 8 – 10 раз. Так что самый лучший материал это медь. Однако медь достаточно дорогой и хрупкий материал. Радиатор из меди стоял бы в 3 – 4 раза дороже, чем из алюминия и в 10 раз дороже, чем чугунный. Теперь предлагаю поговорить о самих батареях.

Чугунная батарея

Как мы узнали, чугун имеет самую низкую теплопроводность. А при наличии своего локального отопления, от котла, вы будете тратить больше энергоносителей (газ, электричество) для отопления площади. Соответственно такая система будет работать неэффективно. Секция из чугуна весом в 8 килограмм, вмещает в себя 4,5 — 6 литров воды. Для того чтобы вам протопить комнату в 13 квадратных метров, вам нужно установить, чугунную батарею из 10 секций (примерно 1 секция протопит — 1,2 – 1,3 метра квадратных). Теперь представьте сколько нужно воды или незамерзающей жидкости, для того чтобы протопить полностью квартиру или дом. Это десятки, если не сотни литров. Большой объем воды требует большой теплоотдачи от котла, то есть котел должен работать практически на максимуме, разогревать жидкость до 70 – 80 градусов, чтобы в батарею она попала температурой 60 – 70 градусов. С эстетической части вопроса, чугун также проигрывает. Батареи из чугуна, сделаны грубо, и часто не вписываются в интерьер. На них конечно можно купить защитные белые щиты (или креативно украсить, под старину), но это дополнительные расходы. Единственный плюс чугунных батарей, это их прочность, по сравнению с оппонентом. Чугун очень прочный материал, и сломать такую батарею не просто, даже если вы что-то уроните или чем-то заденете ее. Конечно, подвержен ржавчине или гниению, однако этот процесс не такой быстрый как у стали. Наверное, все помнят чугунные батареи в доме у родителей, которые уже прослужили не один десяток лет. Если подвести итог, чугунная батарея это устаревший отопительный элемент. Теперь предлагаю поговорить об алюминиевой батарее.

Алюминиевая батарея

Давайте рассмотрим следующие типы батарей, на этот раз разговор пойдет об алюминии. Скажу сразу алюминиевая батарея намного эффективнее. Как мы уже разобрались выше, алюминий имеет большую теплопроводность, чем у чугуна. Одна секция алюминиевого радиатора, потребляет всего от 0,7 до 1,0 литра воды, то есть в 4 раза меньше, а тепло такая секция выделяет больше. В среднем 1 секция алюминиевого радиатора способна отопить 1,8 – 2,0 квадратных метра площади, что почти в два раза больше чем у чугуна. Вес одной секции алюминиевого радиатора около 2 килограмм. Так как алюминиевая батарея требует меньше жидкости, то и в системе отопления, такой жидкости будет намного меньше. Что позволит работать котлу (в частном доме), в щадящем режиме. Если у вас частный дом, то с алюминиевыми радиаторами, принято ставить газовый котел, который имеет двигатели. Эти двигатели толкают воду (жидкость) по системе отопления, а соответственно система быстрее нагревается и быстрее отдает тепло (алюминиевые батареи). Таким образом, экономии газа можно достичь до нескольких раз. На алюминиевые радиаторы можно поставить клапаны регулировки, это такие ручки которые позволяют регулировать температуру батареи, если в комнате слишком жарко, на чугун такие клапаны не устанавливаются. Опять же эстетически алюминиевая батарея намного выигрывает у чугунной, алюминий не гниет, а значит, такую батарею не нужно будет красить каждый год или два. Алюминий можно закрепить даже на стене из ГВЛ, потому как сама батарея очень легкая, а вот чугунную батарею закрепить на стене из ГВЛ не удастся, потому как она нереально тяжелая. Единственный минус таких батарей, это их хрупкость. Производители чтобы добиться максимальной теплоотдачи, делают стенки батарей очень тонкими, и поэтому, при установки нужно с ними обращаться очень аккуратно. Одно не правильное действие, и вам нужно будет покупать новую секцию. Также не стоит ничего ронять на алюминиевые батареи, по причине их хрупкости. Бывали случаи, когда край стола, резко придвинутого к батареи пробивал ее. Так что будьте аккуратны. Но есть и более прочные варианты батарей, так называемые БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ.

Итог. Таким образом, алюминиевая батарея намного эффективнее, эстетичнее и, если так можно выразиться, экономичнее в эксплуатации. Чугун доживает свой век, к сожалению, чугунные батареи, как мне кажется, скоро сойдут на нет. На этом все.

Источник

Электро и теплопроводность металлов и сплавов

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.

Теплопроводность металлов и ее применение

Металлы – это вещества, имеющие кристаллическую структуру. При нагревании они способны плавиться, то есть переходить в текучее состояние. Одни из них имеют невысокую температуру плавления: их можно расплавить, поместив в обычную ложку и держа над пламенем свечи. Это свинец и олово. Другие возможно расплавить только в специальных печах. Высокой температурой плавления обладают медь и железо. Для ее понижения в металл вводят добавки. Полученные сплавы (сталь, бронза, чугун, латунь) имеют температуру плавления ниже, чем исходный металл.

От чего же зависит температура плавления металлов? Все они имеют определенные характеристики – теплоемкость и теплопроводность металлов. Теплоемкостью называют способность при нагревании поглощать теплоту. Ее численный показатель – удельная теплоемкость. Под ней подразумевается количество энергии, которое способна поглотить единица массы металла, нагреваемая на 1°С. От этого показателя зависит расход топлива на нагревание металлической заготовки до нужной температуры. Теплоемкость большинства металлов находится в пределах 300-400 Дж/(кг*К), металлических сплавов – 100-2000 Дж/(кг*К).

Теплопроводность металлов – это перенос тепла от более горячих частиц к более холодным по закону Фурье при их макроскопической неподвижности. Она зависит от структуры материала, его химического состава и типа межатомной связи. В металлах передача тепла производится электронами, в других твердых материалах – фононами. Теплопроводность металлов тем выше, чем более совершенную кристаллическую структуру они имеют. Чем больше металл имеет примесей, тем более искажена кристаллическая решетка, и тем ниже теплопроводность. Легирование вносит такие искажения в структуру металлов и понижает теплопроводность относительно основного металла.

У всех металлов хорошая теплопроводность, но у одних выше, чем у других. Пример таких металлов – золото, медь, серебро. Более низкая теплопроводность – у олова, алюминия, железа. Повышенная теплопроводность металлов является достоинством либо недостатком, в зависимости от сферы их использования. Например, она необходима металлической посуде для быстрого нагрева пищи. В то же время применение металлов с высокой теплопроводностью для изготовления ручек посуды затрудняет ее использование – ручки слишком быстро нагреваются, и до них невозможно дотронуться. Поэтому здесь используют теплоизолирующие материалы.

Еще одна характеристика металла, влияющая на его свойства – тепловое расширение. Оно выглядит как увеличение в объеме металла при его нагревании и уменьшение – при охлаждении. Это явление обязательно необходимо учитывать при изготовлении металлических изделий. Так, например, крышки кастрюль делают накладными, у чайников тоже предусмотрен зазор между крышкой и корпусом, чтобы при нагревании крышку не заклинило.

Для каждого металла вычислен коэффициент теплового расширения. Его определяют нагреванием на 1°С опытного образца, имеющего длину 1 м. Самый большой коэффициент имеют свинец, цинк, олово. Поменьше он у меди и серебра. Еще ниже – железа и золота.

По химическим свойствам металлы делятся на несколько групп. Существуют активные металлы (например, калий или натрий), способные мгновенно вступать в реакцию с воздухом или водой. Шесть самых активных металлов, составляющий первую группу периодической таблицы, называют щелочными. Они имеют маленькую температуру плавления и так мягки, что могут быть разрезаны ножом. Соединяясь с водой, они образуют щелочные растворы, отсюда и их название.

Вторую группу составляют щелочноземельные металлы – кальций, магний и пр. Они входят в состав многих минералов, более твердые и тугоплавкие. Примерами металлов следующих, третьей и четвертой групп, могут служить свинец и алюминий. Это довольно мягкие металлы и они часто используются в сплавах. Переходные металлы (железо, хром, никель, медь, золото, серебро) менее активны, более ковки и часто применяются в промышленности в виде сплавов.

Положение каждого металла в ряду активности характеризует его способность вступать в реакцию. Чем активнее металл, тем легче он забирает кислород. Их очень трудно выделить из соединений, в то время, как малоактивные виды металлов можно встретить в чистом виде. Самые активные из них – калий и натрий – хранят в керосине, вне его они сразу же окисляются. Из металлов, используемых в промышленности, наименее активным является медь. Из нее делают резервуары и трубы для горячей воды, а также электрические провода.

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.

Коэффициент теплопроводности нержавеющей стали – Справочник металлиста

Теплопроводность представляет собой физическую величину, которая определяет способность материалов проводить тепло.

Иными словами, теплопроводность представляет собой способность субстанций передавать кинетическую энергию атомов и молекул другим субстанциям, находящиеся в непосредственном контакте с ними.

В СИ эта величина измеряется во Вт/(К*м) (Ватт на Кельвин-метр), что эквивалентно Дж/(с*м*К) (Джоуль на секунду-Кельвин-метр).

Фазовые переходы и структура

Когда материал испытывает фазовый переход первого рода, например, из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газ, то его теплопроводность может измениться. Ярким примером такого изменения является разница этой физической величины для льда (2,18 Вт/(м*К) и воды (0,90 Вт/(м*К).

Анизотропия влияет на различную интенсивность рассеивания решеточных фононов, основных переносчиков тепла в неметаллах, и в различных направлениях в кристалле.

Здесь ярким примером является сапфир, проводимость которого изменяется от 32 до 35 Вт/(м*К) в зависимости от направления.

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.

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.

Особенности теплопроводности готового строения

Планируя проект будущего дома, нужно обязательно учесть возможные потери тепловой энергии. Большая часть тепла уходит через двери, окна, стены, крышу и полы.

В многоквартирных домах потери тепла будут отличаться по сравнению с частным строением

Если не выполнять расчеты по теплосбережению дома, то в помещении будет прохладно. Рекомендуется постройки из кирпича, бетона и камня дополнительно утеплять.

Утепление построек из бетона или камня повышает комфортные условия внутри здания

Полезный совет! Перед тем как утеплять жилище, необходимо продумать качественную гидроизоляцию. При этом даже повышенная влажность не повлияет на особенности теплоизоляции в помещении.

Разновидности утепления конструкций

Теплое здание получится при оптимальном сочетании конструкции из прочных материалов и качественного теплоизолирующего слоя. К подобным сооружениям можно отнести следующие:

Монтажные работы по утеплению каркасного сооружения требуют использования дополнительных конструктивных элементов

Особенности монтажа теплоизолирующего материала с внутренней стороны

Продукция — Техмашхолдинг — группа компаний, официальный сайт

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

Базовые принципы

Назначение посуды – это передача энергии от ее источника к продукту. Существует два основных источника: газ и электричество. В обоих случаях тепло передается не равномерно: газ распределен на отдельные маленькие язычки пламени, а электричество, как правило, поступает по спирали, оставляя места, куда тепло не поступает. Так как тепло поступает неравномерно, задача повара – компенсировать это путем кулинарных приемов или с помощью посуды.Высококачественная посуда должна быть не только износостойкой, но и эффективной в процессе передачи энергии от источника к продукту. Существует несколько факторов, влияющих на эту способность. Два основных – это теплопроводность и теплоемкость. Все дискуссии о материалах для посуды фокусируются на этих факторах.

Теплопроводность

Теплопроводность – это способность материала абсорбировать и передавать энергию. Когда нагревательный элемент контактирует с кастрюлей, тепло передается кастрюле. Это увеличивает внутреннюю кинетическую энергию кастрюли (происходит нагревание). Нагретый предмет передает энергию соседним материалам, которые имеют более низкую температуру. Чем выше теплопроводность, тем быстрее нагревается данный предмет и тем быстрее нагретые части данного предмета передают тепло еще не затронутым частям. Например, если мы разместим на нагревательном элементе большой лист нержавеющей стали (обладающей довольно низкой теплопроводностью, если говорить о материалах для посуды), то картина будет такой: та часть, которая расположена рядом с нагревательным элементом, нагреется, тогда как остальные области будут прогреваться довольно медленно. Когда тепло дойдет до отдаленных зон листа, его центральная часть, расположенная на источнике тепла, будет просто раскалена.Одно из решений проблемы – сделать лист толще. Нижняя часть листа будет прогреваться неодинаково с верхней частью, так как она расположена на меньшем расстоянии от нагревательного элемента. Таким образом, энергия должна передаваться от нижних слоев к верхним, чтобы верхняя часть прогревалась более равномерно. На картинке мы видим срез стального листа и зоны нагрева. Центральная точка нагрева (белая) со временем остыла, так тепло было передано более высоким слоям стали. В итоге мы видим уже более равномерное нагревание, однако и оно не идеально. Чем толще сталь, тем равномернее нагрев поверхности. К сожалению, низкая теплопроводность приводит к тому, что общий процесс нагревания замедляется, а также замедляется ответная реакция материала (кастрюли) на повышение или понижение температуры.Для большинства кулинарных процессов желательно, чтобы посуда быстро нагревалась, имела равномерную температуру и реагировала на ее изменения. Материалы с высокой теплопроводностью отвечают этим запросам, так как быстро передают тепло, стремительно распространяют его по всей поверхности материала и быстро реагируют на изменения температуры. Приводим таблицу материалов и уровень их теплопроводности:

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

Теплоемкость

Количество кинетической энергии, сохраняемой в материале, называется теплоемкостью. Это не то же самое, что температура, которая является средней молекулярной кинетической энергией внутри материала. Так, например, 1 кг воды при температуре 100 градусов содержит больше энергии, чем 1 кг стали при той же температуре.В то время как теплопроводность отвечает за способность материала вбирать в себя энергию, теплоемкость – это объем энергии, способной нагреть или охладить материал. Теплоемкость пропорциональна массе материала, так, 2 кг металла имеют теплоемкость, вдвое превышающую такую же, как у 1 кг металла.Это означает, что та посуда, которая имеет высокую теплоемкость, медленно нагревается, но долго будет держать тепло. Когда энергия выпускается, материал остывает, но значительно медленнее по сравнению с материалами с низкой теплоемкостью. Чугун – тот образчик, который часто упоминают как материал с высокой теплоемкостью. Теплоемкость1 кг чугуна меньше в несколько раз, чем у алюминия, но из-за его большого веса общая теплоемкость выше. Толщина материала в посуде часто обозначается производителем (например, 3 мм-ый алюминий), но так как теплоемкость напрямую зависит от веса изделия, необходимо знать еще и плотность материала.

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

Умножая теплоемкость на плотность материала, вы обнаружите, что теплоемкость единицы из нержавеющей стали, чугуна или меди в полтора раза выше, чем у алюминия.Таким образом, потребуется алюминиевая кастрюля в полтора раза толще, чтобы получить такую же теплоемкость.

Термальная диффузия

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

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

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

Реактивность

Мало того, что мы должны интересоваться тепловыми свойствами материалов, но еще нужно удостовериться, что материалы, которые мы используем в нашей кухонной посуде, не вредят нам и не оказывают негативное влияние на вкус нашей еды.Получается, нам нужен еще и нереактивный материал.К сожалению, медь и алюминий быстро вступают в химический контакт с пищей. Попадание частиц меди в организм может привести к заболеваниям печени, желудка, почек. Каждая поваренная книга упоминает, что желток, взбитый время от времени в медной посуде не может Вам навредить, но с другой стороны, готовите Вы каждый день… А алюминий и вовсе может вызвать болезнь Альцгеймера.Поэтому в дополнение к высокой тепловой диффузивности, мы также хотели бы нереактивный материал.С другой стороны, у нержавеющей стали, наименее реактивного из всех популярных материалов, используемых в кухонной посуде, также худшая тепловая диффузивность.Получается, что сегодня физика не является нам другом. Но магией продающих посуду компаний находятся решения по производству посуды с высокой термальной диффузией и при этом не реактивной. Существует несколько вариантов решения данной задачи: комбинирование меди с нереактивной поверхностью (луженая медь), стальная посуда с медным и алюминиевым диском, сплавы алюминия и стали. Таблица ниже показывает эффективность этих решений от самых успешных до наименее продуктивных.

Нюансы работы с медными трубами

Для выполнения монтажа внутренних трубопроводов в доме можно выбрать трубу из пластика, металлопластика либо нержавеющей стали. Но только аналог из меди способен прослужить без проблем и капремонта больше полувека.

Правильно смонтированные медные трубопроводные системы на практике исправно работают на протяжении всего срока эксплуатации, что отведен коттеджу или многоквартирному дому.

Используемые при монтаже фитинги и места соединений пайкой по статистике аварий оказываются более надежными, нежели сами медные трубы – если прорыв в системе и происходит, то лишь на стенке трубного изделия

Трубам из меди не страшны длительные тепловые нагрузки, хлор и ультрафиолет. При промерзании они не трескаются, а при изменении температуры внутренней среды (воды, стоков, газа) не меняют своей геометрии. В отличие от пластиковых аналогов, медные трубопроводы не провисают.

Это пластик подвержен расширению при высоких температурах, с медью подобного не происходит по определению.

У трубных медных изделий есть два недостатка – высокая цена и мягкость металла. Однако дороговизна материала окупается долгим сроком эксплуатации. А чтобы стенки труб не оказались повреждены изнутри эрозией, в системе обязательно должны устанавливаться фильтры.

Если в воде не будет загрязнений в виде твердых частиц, то и проблем с разрушением трубопроводов не возникнет.

Требования к обработке и сварке труб

При работе с медными трубами необходимо соблюдать следующие правила:

Если в системе водопровода либо отопления в доме помимо медных есть также трубы или элементы из иных металлов, то водяной поток должен идти от них к меди, а не наоборот. Ток воды от меди к стали, цинку либо алюминию приведет быстрой электрохимической коррозии участков трубопровода из последних.

Трубы из меди режутся и гнутся без проблем, с соединением их в единую трубопроводную систему в состоянии справиться даже начинающий мастер. Нужно лишь подобрать соответствующие инструменты и следовать инструкциям

Благодаря пластичности и прочности металла медные трубы без проблем подвергаются резке и сгибанию. Поворот трубопровода можно выполнить как путем использования трубогиба, так и с помощью фитингов. А для устройства разветвлений и соединений с различными приборами существует множество деталей из термостойких пластмасс, латуни, нержавейки и бронзы.

О взаимодействии меди с другими металлами

В большинстве частных домов бытовые водопроводы собраны из стальных и алюминиевых труб. В отопительных системах также присутствуют радиаторы из стали или алюминия. Неправильная врезка в подобную разводку труб из меди чревата немалыми проблемами.

По строительным нормам, чтобы исключить коррозионные процессы в трубопроводе из разных по металлу труб, поток воды должен быть направлен к меди

Самый оптимальный вариант монтажа – это применение труб и приборов исключительно из меди и ее сплавов. Сейчас без проблем можно найти биметаллические алюминиево-медные радиаторы, а также соответствующие фитинги и запорную арматуру. Совмещать разные металлы стоит только в крайних случаях.

Если совмещение неизбежно, то медь должна быть замыкающей в цепочке элементов трубопровода. Избавить ее от способности проводить электроток невозможно. А при наличии даже слабого тока этот металл создает со сталью, алюминием и цинком гальванические пары, что неизбежно ведет к преждевременной их коррозии. При монтаже водопровода между ними обязательно нужно вставлять переходники из бронзы.

Еще она потенциальная проблема – кислород в воде. Чем больше его содержание, тем быстрее коррозируют трубы. Это касается трубопроводов как из одного металла, так и сделанных из разных.

Нередко владельцы коттеджей допускают серьезную ошибку, часто меняя теплоноситель в отопительной системе. Это только приводит к добавлению совершенно ненужных порций кислорода. Лучше всего воду не менять полностью, а доливать ее, когда возникает необходимость.

Выбор монтажа: разъемный vs неразъемный

Чтобы соединить медные трубы в единую трубопроводную систему, можно воспользоваться несколькими способами их сочленения. Разные сантехники применяют обжимные и пресс фитинги, сварку либо пайку. Но прежде чем самому начинать работы, нужно определиться – неразъемным быть трубопроводу или разъемным.

Существует три монтажных технологии соединения труб из меди:

Все эти технологии могут быть применены при формировании как разъемной, так и неразъемной системы. Здесь больше вопрос использования разнообразных фитингов и переходников либо отказ от них.

Если конструкцию нельзя разобрать без разрушения отдельных ее частей, то она считается неразъемной – выходит она дешевле, но ремонтировать ее сложнее

Если трубопроводная система нужна разъемная, а также более простая в плане ремонта и добавления новых элементов, то соединения необходимо делать разъемными. Для этого используют фитинги:

Разъемные соединения проще выполнить самостоятельно, можно обойтись даже без пайки. Они не требуют от мастера излишне высокой квалификации. Однако подобные узлы нуждаются в постоянном осмотре и подтягивании гаек, чтобы исключить протечки. Перепады давления и температуры в системе ведут к ослаблению креплений. И время от времени их рекомендуется подтягивать.

Если доступ к медным трубам планируется закрыть наглухо отделкой или бетонной стяжкой, то соединять их лучше всего в неразъемную конструкцию пайкой либо сваркой. Такая система более надежна, долговечна и устойчива к порывам.

На изделия из меди запрещается наносить резьбу. Этот металл слишком мягок по своей структуре. При устройстве разъемного трубопровода все резьбовые подсоединения должны делаться посредством фитингов. Последние соединять с медной трубой можно прессованием либо пайкой.

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.

Факторы, влияющие на физическую величину

Способность проводить тепло зависит от ряда факторов, включая температуру, структуру и электрические свойства вещества.

Температура материала

Влияние температуры на способность проводить тепло различается для металлов и неметаллов. В металлах проводимость главным образом связана со свободными электронами. Согласно закону Видемана—Франца теплопроводность металла пропорциональна произведению абсолютной температуры, выраженной в Кельвинах, на его электропроводность. В чистых металлах с увеличением температуры уменьшается электропроводность, поэтому теплопроводность остается приблизительно постоянной величиной. В случае сплавов электропроводность мало изменяется с ростом температуры, поэтому теплопроводность сплавов растет пропорционально температуре.

С другой стороны, передача тепла в неметаллах главным образом связана с колебаниями решетки и обмене решеточными фононами. За исключением кристаллов высокого качества и низких температур, путь пробега фононов в решетке значительно не уменьшается при высоких температурах, поэтому и теплопроводность остается постоянной величиной во всем температурном диапазоне, то есть является незначительной. При температурах ниже температуры Дебая способность неметаллов проводить тепло, наряду с их теплоемкостью, значительно уменьшается.