Šiltas- tai viena iš energijos formų, kuri yra atomų judėjime materijoje. Šio judesio energiją matuojame termometru, nors ir ne tiesiogiai.
Kaip ir visos kitos energijos rūšys, šiluma gali būti perduodama iš kūno į kūną. Tai visada atsitinka, kai yra kūnai skirtingos temperatūros. Be to, jie net neturi liestis, nes yra keli šilumos perdavimo būdai. Būtent:
Šilumos laidumas. Tai šilumos perdavimas per tiesioginį dviejų kūnų kontaktą. (Jeigu jo dalys yra skirtingos temperatūros, gali būti tik vienas kūnas.) Be to, kuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp kūnų ir didesnis plotas jų kontaktas – tuo daugiau šilumos perduodama kas sekundę. Be to, perduodamos šilumos kiekis priklauso nuo medžiagos – pavyzdžiui, dauguma metalų gerai praleidžia šilumą, tačiau mediena ir plastikas yra daug prasčiau. Šį gebėjimą perduoti šilumą apibūdinantis dydis taip pat vadinamas šilumos laidumu (tiksliau, šilumos laidumo koeficientu), dėl kurio gali kilti tam tikra painiava.
Jei reikia išmatuoti medžiagos šilumos laidumą, tai dažniausiai atliekama tokiu eksperimentu: iš dominančios medžiagos padaromas strypas ir viename gale palaikoma viena temperatūra, o kitame kitokia, pvz. žemesnė, temperatūra. Pavyzdžiui, šaltą galą leiskite įstatyti į ledinį vandenį – taip jis bus išlaikytas pastovi temperatūra, o matuojant ledo tirpimo greitį galima spręsti apie gaunamos šilumos kiekį. Padalinę šilumos kiekį (tiksliau, galią) iš temperatūrų skirtumo ir strypo skerspjūvio ir padauginę iš jo ilgio, gauname šilumos laidumo koeficientą, išmatuotą, kaip nurodyta aukščiau, J * m / K * m 2 * s, tai yra W / K * m. Žemiau matote kai kurių medžiagų šilumos laidumo lentelę.
| Medžiaga | Šilumos laidumas, W/(m K) |
| Deimantas | 1001—2600 |
| Sidabras | 430 |
| Varis | 401 |
| Berilio oksidas | 370 |
| Auksas | 320 |
| Aliuminis | 202—236 |
| Silicis | 150 |
| Žalvaris | 97—111 |
| Chromas | 107 |
| Geležis | 92 |
| Platina | 70 |
| Skardos | 67 |
| Cinko oksidas | 54 |
| Plienas | 47 |
| Aliuminio oksidas | 40 |
| Kvarcas | 8 |
| Granitas | 2,4 |
| Tvirtas betonas | 1,75 |
| Bazaltas | 1,3 |
| Stiklas | 1-1,15 |
| Termo pasta KPT-8 | 0,7 |
| Vanduo prie normaliomis sąlygomis | 0,6 |
| Statybinė plyta | 0,2—0,7 |
| Mediena | 0,15 |
| Naftos alyvos | 0,12 |
| Šviežias sniegas | 0,10—0,15 |
| Stiklo vata | 0,032-0,041 |
| Akmens vata | 0,034-0,039 |
| Oras (300 K, 100 kPa) | 0,022 |
Kaip matyti, šilumos laidumas skiriasi daugybe dydžių. Deimantas ir kai kurie metalo oksidai stebėtinai gerai praleidžia šilumą (palyginti su kitais dielektrikais, prastai praleidžia šilumą).
Bet mes įpratę manyti, kad oras gerai praleidžia šilumą, o vata – ne, nors joje gali būti 99% oro. Esmė ta konvekcija. Karštas oras yra lengvesnis už šaltą ir „plaukia“ į viršų, generuodamas nuolatinę oro cirkuliaciją aplink įkaitusį arba labai vėsintą kūną. Konvekcija šilumos perdavimą pagerina eilės tvarka: be jos būtų labai sunku užvirti vandens puodą nuolat nemaišant. Ir nuo 0°C iki 4°C vandens kaitinant susitraukia, dėl to vyksta konvekcija priešinga nei įprasta kryptimi. Tai lemia tai, kad, nepaisant oro temperatūros, gilių ežerų dugne temperatūra visada yra 4°C
Siekiant sumažinti šilumos perdavimą, oras išpumpuojamas iš tarpo tarp termosų sienelių. Tačiau reikia pažymėti, kad oro šilumos laidumas mažai priklauso nuo slėgio iki 0,01 mm Hg, tai yra, gilaus vakuumo ribos. Šis reiškinys paaiškinamas dujų teorija.
Kitas šilumos perdavimo būdas yra spinduliavimas. Visi kūnai skleidžia energiją forma elektromagnetines bangas, tačiau matomame diapazone skleidžia tik pakankamai įkaitintus (~600°C). Spinduliuotės galia net kambario temperatūroje yra gana didelė - apie 40 mW 1 cm 2. Pagal paviršiaus plotą žmogaus kūnas(~1m2) tai bus 400W. Išgelbsti tik tai, kad mums įprastoje aplinkoje visi mus supantys kūnai taip pat skleidžia maždaug tokia pat galia. Spinduliuotė, beje, pagal įstatymą labai priklauso nuo temperatūros (kaip T 4). Stefanas-Boltzmannas. Skaičiavimai rodo, kad, pavyzdžiui, 0°C temperatūroje šiluminės spinduliuotės galia yra maždaug pusantro karto silpnesnė nei esant 27°C.
Skirtingai nuo šilumos laidumo, spinduliuotė gali sklisti visiškame vakuume – būtent jo dėka gyvi organizmai Žemėje gauna Saulės energiją. Jei šilumos perdavimas spinduliuote yra nepageidautinas, jis sumažinamas įrengiant nepermatomas pertvaras tarp šaltų ir karštų objektų arba spinduliuotės sugertis (beje, lygiai tokiu pat mastu) sumažinama padengiant paviršių plonu sluoksniu. veidrodinis metalo sluoksnis, pavyzdžiui, sidabras.
- Duomenys apie šilumos laidumą buvo paimti iš Vikipedijos ir gauti iš informacinių knygų, tokių kaip:
- "Fizikiniai dydžiai" red. I. S. Grigorjeva
- CRC chemijos ir fizikos vadovas
- Tikslesnį šilumos laidumo aprašymą galima rasti fizikos vadovėlyje, pavyzdžiui, „ Bendroji fizika» D.V.Sivukhina (2 tomas). 4 tome yra skyrius, skirtas šiluminė spinduliuotė(įskaitant Stefano-Boltzmanno įstatymą)
Šilumos laidumas – legiruotasis plienas
1 puslapis
Legiruotojo plieno šilumos laidumas yra žymiai mažesnis nei anglinio plieno. Todėl legiruotojo plieno kaitinimas, siekiant išvengti įtrūkimų ir deformacijų, turi būti atliekamas labai lėtai. Kai kuriais atvejais kaitinant iki aukšta temperatūra temperatūros sustojimai daromi, kad temperatūra būtų išlyginta visame gaminio tūryje. Dėl sumažėjusio legiruotojo plieno šilumos laidumo taip pat reikia ilginti laikymo laiką.
Legiruotojo plieno šilumos laidumas yra mažesnis nei anglinio plieno šilumos laidumas, dėl to gaminius iš šių plienų reikia šildyti lėčiau.
Legiruotojo plieno, kuriame yra nikelio, chromo, mangano, silicio ir kitų elementų, mažas elektros laidumas ir šilumos laidumas paaiškinamas šių elementų susidarymu. kietų tirpalų su geležimi.
Be to cheminė sudėtis, legiruotojo plieno šilumos laidumui didelę įtaką turi jo būklė.
Titano šilumos laidumas yra - 14 0 W/m deg, tai yra šiek tiek mažesnis už legiruotojo plieno šilumos laidumą. Medžiaga gerai nukalta, štampuojama ir apdirbama pjaustant. Titano gaminių suvirinimas atliekamas volframo elektrodu apsauginėje argono atmosferoje. IN pastaruoju metu titanas naudojamas įvairių vamzdžių, lakštų ir valcuotų gaminių gamybai.
Titano šilumos laidumas yra - 14 0 W / (m - K), kuris yra šiek tiek mažesnis už legiruotojo plieno šilumos laidumą. Medžiaga gerai nukalta, štampuojama ir apdirbama pjaustant. Titano gaminių suvirinimas atliekamas volframo elektrodu apsauginėje argono atmosferoje. Pastaruoju metu titanas buvo naudojamas įvairių vamzdžių, lakštų ir valcuotų gaminių gamybai.
Šilumos nuostolius galima nustatyti remiantis šilumos laidumo dėsniais, apskaičiuojant kūgio aukštį ir vidutinį plotą skerspjūvisžiedo formos, atitinkamai kaip ilgis ir plotas, per kurį praleidžiama šiluma. Legiruotojo plieno šilumos laidumas kinta priklausomai nuo temperatūros.
Legiravimo elementai žymiai sumažina plieno šilumos laidumą. Legiruotojo plieno šilumos laidumas gali būti kelis kartus mažesnis už paprasto anglinio plieno šilumos laidumą, todėl legiruotasis plienas turi būti šildomas terminiam apdorojimui lėčiau ir tolygiau nei anglinis plienas. Priešingu atveju gaminiai gali deformuotis arba atsirasti įtrūkimų.
Mažai legiruotų plienų šilumos laidumas kambario temperatūroje yra 33–35 W / (m-deg) ir mažėja didėjant temperatūrai. Jei legiruotų plienų šilumos laidumas kambario temperatūroje yra 23 - 36 W / (m-deg), tai kylant temperatūrai jis mažai keičiasi. Jei šilumos laidumas yra mažesnis nei 23 W / (m deg), tada didėjant temperatūrai R didėja. Taigi, esant aukštai temperatūrai (800 - 1200 C), įvairių markių plienų šilumos laidumo koeficientas praktiškai susilygina.
Legiruotojo ir anglinio plieno terminio apdorojimo skirtumas slypi temperatūros ir šildymo greičio pasirinkime, laikymo šioje temperatūroje trukme ir aušinimo būdu. Tai paaiškinama tuo, kad legiruotojo plieno šilumos laidumas yra žymiai mažesnis nei anglinio plieno, nes jame yra legiravimo elementų.
Priklausomai nuo užimtumo įvairių rūšių priemaišų (lydinių), metalų šilumos laidumo koeficientas smarkiai sumažėja. Pavyzdžiui, padidėjus anglies kiekiui pliene, sumažėja šilumos laidumas. Legiruotų plienų šilumos laidumo koeficientas dėl priedų dar mažesnis. Esant 100 C temperatūrai, armco geležies (99 9% Fe) šilumos laidumo koeficientas yra 60, o tai yra maždaug 5 kartus didesnis nei labai legiruoto austenitinio plieno K. Šiuo atveju, pakilus temperatūrai, padidėja labai legiruotų plienų šilumos laidumo koeficientas. Priešingai, anglies ir mažai legiruoto plieno šilumos laidumo koeficientas mažėja didėjant temperatūrai.
Legiruotojo plieno terminis apdorojimas turi savo technologines ypatybes. Jie susideda iš šildymo temperatūrų ir aušinimo greičio skirtumų, išlaikymo tam tikroje temperatūroje ir vėsinimo būdų. Tai paaiškinama tuo, kad legiruotų plienų šilumos laidumas yra mažesnis, todėl juos reikia atsargiai kaitinti, ypač jei juose yra volframo. Kritiniai taškai legiruotasis plienas taip pat nėra tas pats ir smarkiai skiriasi nuo anglinio plieno.
Puslapiai: 1 2
www.ngpedia.ru
Geležies tankis, savitoji šiluma, šilumos laidumas: savybių lentelė
Lentelėje parodytas geležies tankis d, taip pat jos savitosios šiluminės talpos Cp reikšmės, šiluminis difuziškumas a, šilumos laidumo koeficientas λ, elektrinė varža ρ, Lorenco funkcija L/L0 ties skirtingos temperatūros- diapazone nuo 100 iki 2000 K.
Geležies savybės labai priklauso nuo temperatūros: kaitinant šį metalą mažėja jo tankis, šilumos laidumas ir šiluminis difuziškumas, didėja geležies savitosios šiluminės talpos vertė.
Geležies tankis kambario temperatūroje yra 7870 kg/m3. Kaitinant geležį, jos tankis mažėja. Kadangi geležis yra pagrindinis plieno elementas, geležies tankis lemia plieno tankio vertę. Geležies tankio priklausomybė nuo temperatūros yra silpna – ją kaitinant, metalo tankis mažėja ir įgauna mažiausią 7040 kg/m3 vertę, kai lydymosi temperatūra 1810 K arba 1537 °C.
Geležies savitoji šiluminė talpa pagal lentelę yra 450 J/(kg deg) esant 27°C temperatūrai. Priklausomai nuo struktūros specifinė šiluma kieta geležis skirtingai keičiasi didėjant temperatūrai. Lentelėje pateiktos vertės rodo būdingą geležies šiluminės talpos maksimumą šalia Tc ir šuolius struktūrinių perėjimų ir lydymosi metu.
Išlydytoje būsenoje keičiasi geležies savybės. Taigi skystos geležies tankis mažėja ir tampa lygus 7040 kg/m3. Geležies savitoji šiluminė talpa išlydytoje būsenoje yra 835 J/(kg deg), o geležies šilumos laidumas sumažėja iki 39 W/(m deg). Tuo pačiu metu specifinis elektrinė varžašio metalo padidėja ir esant 2000 K įgyja vertę 138·10-8 Ohm·m.
Geležies šilumos laidumas kambario temperatūroje yra 80 W/(m deg). Kylant temperatūrai geležies šilumos laidumas mažėja – jis turi neigiamą temperatūros koeficientas temperatūrų intervale 100-1042 K, o vėliau pradeda nežymiai augti. Minimali vertė Geležies šilumos laidumas yra 25,4 W/(m deg) netoli Curie taško. β-γ perėjimo metu yra nedidelis pokytisšilumos laidumas, kuris taip pat atsiranda γ-δ perėjimo metu.
Geležies šilumos laidumas smarkiai krenta, nes didėja priemaišų, ypač silicio ir sieros, kiekiui. Labai gryna elektrolitinė geležis pasižymi didžiausiu šilumos laidumu – jos šilumos laidumas 27°C temperatūroje yra 95 W/(m deg).
Geležies šilumos laidumo koeficiento priklausomybę nuo temperatūros lemia ir šio metalo grynumo laipsnis. Kuo grynesnė geležis, tuo didesnis jos šilumos laidumas ir tuo didesnis absoliuti vertė jis mažėja didėjant temperatūrai.
Šaltiniai:
- V.E. Zinovjevas. Šiltas fizines savybes metalai aukštoje temperatūroje.
- Chirkin V.S. Branduolinės technologijos medžiagų termofizinės savybės. M.: Atomizdat, 1967 m.
thermoinfo.ru
Šilumos laidumas – plienas – Didžioji naftos ir dujų enciklopedija, straipsnis, 1 psl
Šilumos laidumas – plieninis
1 puslapis
Plieno šilumos laidumas mažėja didėjant chromo kiekiui.
RF1 plieno šilumos laidumas yra maždaug 2 kartus mažesnis nei anglinio plieno, kurio anglies kiekis yra toks pat, šilumos laidumas.
Plieno šilumos laidumą mažina priemaišos, ypač chromas ir nikelis.
Plieno šilumos laidumas, priklausomai nuo jo sudėties, taip pat gali būti nustatytas naudojant R. E. Kržižanovskio formules, sudarytas remiantis prielaida, kad pusiausvyros struktūrinės būsenos plieno šilumos laidumas priklauso nuo legiruojamųjų elementų kiekio. joje ir temperatūra.
Plieno ir ketaus šilumos laidumas, be cheminės sudėties, labai priklauso nuo terminio apdorojimo sąlygų, o tai paaiškinama skirtingu esamų konstrukcijų šilumos laidumu.
Plieno šilumos laidumas: priklauso nuo anglies ir legiruojamųjų elementų kiekio, kuo daugiau jų yra pliene, tuo mažesnis jo šilumos laidumas. Todėl gaminiai, pagaminti iš mažai anglies išskiriančio arba mažai legiruoto plieno, įkaista greičiau nei pagaminti iš daug anglies turinčio arba labai legiruoto plieno.
Plieno šilumos laidumas priklauso nuo temperatūros, cheminės sudėties ir būklės. Legiruotojo plieno šilumos laidumas yra mažesnis nei anglinio plieno, o plieno šilumos laidumas liejimo būsenoje yra mažesnis nei deformuoto. Todėl legiruotasis plienas ir liejami plienai (luitai) dažniausiai kaitinami lėčiau.
Kadangi plieno šilumos laidumas mažėja didėjant legiravimui ir didėja didėjant temperatūrai (1 pav.).
Įrankio tarnavimo laikas labai priklauso nuo plieno šilumos laidumo, nes jo paviršiaus sluoksniai įkaista iki aukštos temperatūros. Dėl geresnio šilumos išsklaidymo plienas geriau išlaiko savo kietumą ir atsparumą dilimui: karšto formavimo įrankių, veikiančių atšiauriomis sąlygomis, tarnavimo laikas kelis kartus pailgėjo, nes įrankio medžiaga buvo pakeista didelio šilumos laidumo plienu. Šilumos laidumas yra didelis praktinę reikšmę dideliems įrankiams ir įrankių blokams šildyti ir vėsinti. InterjerasĮrankių blokas, esant tokioms pačioms sąlygoms, greičiau įkaista ir atvėsta, tuo didesnis bloko medžiagos šilumos laidumas.
Plieno šilumos laidumo koeficientas yra 40, o aliuminio - 175 - 200 kcal / m - deg val.
Plieno šilumos laidumo koeficientas yra 40, o aliuminio - 175 - 200 kcal/m val. laipsnis.
Plieno šilumos laidumo koeficientas Kc 39 kcal/m2 h C, ketaus 54 kcal/m h C, oro R 0 02 kcal/m h C.
www.ngpedia.ru
17. Metalų ir lydinių šiluminė talpa ir šilumos laidumas
Šilumos talpa – tai medžiagos gebėjimas sugerti šilumą kaitinant. Jo charakteristika yra specifinė šiluminė talpa – energijos kiekis, kurį sugeria masės vienetas, kai kaitinama vienu laipsniu. Metalo įtrūkimų galimybė priklauso nuo šilumos laidumo dydžio. Jei šilumos laidumas mažas, padidėja įtrūkimų rizika. Taigi legiruotojo plieno šilumos laidumas yra penkis kartus mažesnis už vario ir aliuminio šilumos laidumą. Šiluminės talpos dydis turi įtakos degalų kiekiui, sunaudojamam ruošiniui pašildyti iki tam tikros temperatūros.
Metalų lydinių savitoji šiluminė talpa yra 100-2000 J/(kg*K) ribose. Daugumos metalų šiluminė galia yra 300–400 J/(kg*K). Metalinių medžiagų šiluminė talpa didėja didėjant temperatūrai. Polimerinės medžiagos, kaip taisyklė, savitoji šiluminė galia yra 1000 J/(kg? K) ar daugiau.
Medžiagų elektrines savybes apibūdina elektronų ar jonų krūvininkų buvimas ir jų judėjimo laisvė veikiant elektriniam laukui.
Didelė kovalentinių ir joninių ryšių energija suteikia medžiagoms su tokio tipo jungtimis dielektriko savybes. Jų silpni elektros laidumas sukelia priemaišų įtaka, o veikiant drėgmei, kuri formuoja laidžius tirpalus su priemaišomis, tokių medžiagų elektrinis laidumas didėja.
Medžiagos su skirtingų tipų jungtys turi skirtingus elektrinės varžos temperatūrinius koeficientus: metalams jis yra teigiamas, medžiagoms su kovalentinio ir joninio tipo jungtimis – neigiamas. Kaitinant metalus, krūvininkų – elektronų – koncentracija nedidėja, o atsparumas jų judėjimui didėja dėl atominių virpesių amplitudių padidėjimo. Medžiagose, turinčiose kovalentinius arba joninius ryšius, kaitinant krūvininkų koncentracija padidėja tiek, kad neutralizuojama padidėjusių atominių virpesių trukdžių įtaka.
Šilumos laidumas – tai šiluminės energijos perdavimas kietose medžiagose, skysčiuose ir dujose su makroskopiniu dalelių nejudrumu. Šilumos perdavimas vyksta iš karštesnių dalelių į šaltesnes ir paklūsta Furjė dėsniui.
Šilumos laidumas priklauso nuo tarpatominio ryšio tipo, temperatūros, cheminės sudėties ir medžiagos struktūros. Šilumą kietose medžiagose perduoda elektronai ir fononai.
Šilumos perdavimo mechanizmą pirmiausia lemia jungties tipas: metaluose šilumą perduoda elektronai; medžiagose su kovalentiniu arba joniniu ryšiu – fononais. Deimantas yra labiausiai šilumai laidus. Puslaidininkiuose, esant labai mažai krūvininkų koncentracijai, šilumos laidumą17b daugiausia atlieka fononai. Kuo tobulesni kristalai, tuo didesnis jų šilumos laidumas. Pavieniai kristalai geriau praleidžia šilumą nei polikristalai, nes grūdelių ribos ir kiti kristalų struktūros defektai išsklaido fononus ir padidina elektrinę varžą. Kristalinė gardelė sukuria periodinę energijos erdvę, kurioje, palyginti su amorfine būsena, palengvinamas elektronų ar fononų šilumos perdavimas.
Kuo daugiau metalo priemaišų, tuo smulkesni ir labiau iškreipti grūdeliai kristalinė gardelė, tuo mažesnis šilumos laidumas. Kuo didesnis grūdelių dydis, tuo didesnis šilumos laidumas. Legiravimas iškraipo kietų tirpalų kristalines gardeles ir sumažina šilumos laidumą, palyginti su grynu metalu – lydinio pagrindu. Struktūriniai komponentai, reprezentuojantys išsklaidytus kelių fazių mišinius (eutektika, eutektoidai), mažina šilumos laidumą. Konstrukcijos su vienodas paskirstymas fazės dalelės turi mažesnį šilumos laidumą nei lydinio pagrindas. Galutinis tokios struktūros tipas yra porėta medžiaga. Palyginti su kietosios medžiagos dujos yra šilumos izoliatoriai.
Grafitas turi aukštą šilumos laidumą. Kai šiluma perduodama lygiagrečiai bazinės plokštumos anglies atomų sluoksniams, grafito šilumos laidumas viršija vario šilumos laidumą daugiau nei 2 kartus
Šakotosios pilkojo ketaus grafito plokštės turi vieno kristalo struktūrą, todėl jos turi didelį šilumos laidumą. Kaliojo ketaus su mazginiu grafitu tuo pačiu tūrio dalis grafito šilumos laidumo koeficientas yra 25...40 W/m*K, tai beveik perpus mažesnis nei pilkojo ketaus.
Kaitinant, plienų šilumos laidumas skirtingos klasės vis arčiau. Stiklas turi mažą šilumos laidumą. Polimerinės medžiagos prastai praleidžia šilumą daugumos termoplastikų šilumos laidumas neviršija 1,5 W/(mOK).
Šilumos laidumas gali keistis taip pat, kaip ir elektros laidumas, jei metalo elektroninis šilumos laidumas yra l e. Tada bet kokie lydinio cheminės ir fazinės sudėties bei struktūros pokyčiai turi įtakos šilumos laidumui ir elektros laidumui (pagal Wiedemann-Franz taisyklę).
Kai lydinio sudėtis tolsta nuo grynų komponentų, šilumos laidumas mažėja. Išimtis yra pvz. vario-nikelio lydiniai, kuriame vyksta priešingi reiškiniai.
Kitas skyrius >
tech.wikireading.ru
| Metalai | |||
| Aliuminis | 20 | 0,538 | 225 |
| Berilis | 20 | 0,45 | 188 |
| Vanadis | 20 | 0,074 | 31,0 |
| Volframas | 20 | 0,31 | 130 |
| Hafnis | 20 | 0,053 | 22,2 |
| Geležis | 20 | 0,177 | 77 |
| Auksas | 20 | 0,744 | 311 |
| Žalvaris | 20 | 0,205–0,263 | 86–110 |
| Magnis | 20 | 0,376 | 155 |
| Varis | 20 | 0,923 | 391 |
| Molibdenas | 20 | 0,340 | 145 |
| Nikelis | 20 | 0,220 | 92,5 |
| Niobis | 20 | 0,125 | 52,5 |
| Paladis | 20 | 0,170 | 71,3 |
| Platina | 20 | 0,174 | 72,8 |
| Merkurijus | 20 | 0,069 | 29,1 |
| Švinas | 20 | 0,083 | 34,7 |
| Sidabras | 20 | 1,01 | 423 |
| Plienas | 20 | 0,048–0,124 | 20–52 |
| Tantalas | 20 | 0,130 | 54,5 |
| Titanas | 20 | 0,036 | 15,1 |
| Chromas | 20 | 0,16 | 67,1 |
| Cinkas | 20 | 0,265 | 110 |
| Cirkonis | 20 | 0,050 | 21 |
| Ketaus | 20 | 0,134 | 56 |
| Plastikai | |||
| Bakelitas | 20 | 0,0006 | 0,23 |
| Viniplast | 20 | 0,0003 | 0,126 |
| Getinaksas | 20 | 0,0006 | 0,24 |
| Mipora | 20 | 0,0002 | 0,085 |
| Polivinilchloridas | 20 | 0,0005 | 0,19 |
| Polistireninis putplastis PS-1 | 20 | 0,0001 | 0,037 |
| Polyfoam PS-4 | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Putplastis PVC-1 | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Foam resopen FRP | 20 | 0,0001 | 0,045 |
| Putų polistirenas PS-B | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Putų polistirenas PS-BS | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Poliuretano putplasčio lakštai | 20 | 0,0001 | 0,035 |
| Putų poliuretano plokštės | 20 | 0,0001 | 0,025 |
| Lengvas putplasčio stiklas | 20 | 0,0001 | 0,06 |
| Sunkus putplasčio stiklas | 20 | 0,0002 | 0,08 |
| Penofenolplastas | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Polistirenas | 20 | 0,0002 | 0,082 |
| Polivinilchloridas | 20 | 0,0011 | 0,44 |
| Stiklo pluoštas | 20 | 0,0007 | 0,3 |
| Tekstolitas | 20 | 0,0005–0,0008 | 0,23–0,34 |
| Ftoroplast-3 | 20 | 0,0001 | 0,058 |
| Ftoroplast-4 | 20 | 0,0006 | 0,25 |
| Ebonitas | 20 | 0,0004 | 0,16 |
| Išplėstas ebonitas | 20 | 0,0001 | 0,03 |
| Gumos | |||
| Putų guma | 20 | 0,0001 | 0,03 |
| Natūrali guma | 20 | 0,0001 | 0,042 |
| Fluorinta guma | 20 | 0,0001 | 0,055 |
| Guma | 20 | 0,0003–0,0005 | 0,12–0,20 |
| Skysčiai | |||
| Anilinas | 0 | 0,0005 | 0,19 |
| 50 | 0,0004 | 0,17 | |
| 100 | 0,0004 | 0,167 | |
| Acetonas | 0 | 0,0004 | 0,17 |
| 50 | 0,0004 | 0,16 | |
| 100 | 0,0004 | 0,15 | |
| Benzenas | 50 | 0,0003 | 0,138 |
| 100 | 0,0003 | 0,126 | |
| Vanduo | 0 | 0,0013 | 0,551 |
| 20 | 0,0014 | 0,600 | |
| 50 | 0,0016 | 0,648 | |
| 100 | 0,0016 | 0,683 | |
| Glicerolis | 50 | 0,0007 | 0,283 |
| 100 | 0,0007 | 0,288 | |
| Degutas | 20 | 0,0007 | 0,3 |
| Bakelitinis lakas | 20 | 0,0007 | 0,29 |
| Vazelino aliejus | 0 | 0,0003 | 0,126 |
| 50 | 0,0003 | 0,122 | |
| 100 | 0,0003 | 0,119 | |
| Ricinos aliejus | 0 | 0,0004 | 0,184 |
| 50 | 0,0004 | 0,177 | |
| 100 | 0,0004 | 0,172 | |
| Metilo alkoholis | 0 | 0,0005 | 0,214 |
| 50 | 0,0005 | 0,207 | |
| Etilo alkoholis | 0 | 0,0004 | 0,188 |
| 50 | 0,0004 | 0,177 | |
| Toluenas | 0 | 0,0003 | 0,142 |
| 50 | 0,0003 | 0,129 | |
| 100 | 0,0003 | 0,119 | |
| Dujos | |||
| Azotas | 15 | 0,00006 | 0,0251 |
| Argonas | 20 | 0,00004 | 0,0177 |
| 41 | 0,00004 | 0,0187 | |
| Vakuumas (absoliutus) | 20 | 0 | 0 |
| Vandenilis | 15 | 0,00042 | 0,1754 |
| Oras | 20 | 0,00006 | 0,0257 |
| Helis | 43 | 0,00037 | 0,1558 |
| Deguonis | 20 | 0,00006 | 0,0262 |
| Ksenonas | 20 | 0,00001 | 0,0057 |
| Metanas | 0 | 0,00007 | 0,0307 |
| Anglies dioksidas | 20 | 0,00004 | 0,0162 |
| Medis | |||
| Mediena - lentos | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Mediena - fanera | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Kietmedžio | 20 | 0,0005 | 0,2 |
| Medienos drožlių plokštės | 20 | 0,0005 | 0,2 |
| Ąžuolas palei grūdus | 20 | 0,0008–0,001 | 0,35–0,43 |
| Ąžuolas per grūdus | 20 | 0,0004–0,0005 | 0,2–0,21 |
| Liepa, beržas, klevas, ąžuolas (drėgmė 15%) | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Pjuvenos – užpildymas | 20 | 0,0002 | 0,095 |
| Sausos pjuvenos | 20 | 0,0002 | 0,065 |
| Pušis palei grūdus | 20 | 0,0009 | 0,38 |
| Pušis skersai grūdų | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Paprastoji pušis, eglė, eglė (450...550 kg/kub.m, 15% drėgnumas) | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Dervinga pušis (600...750 kg/kub.m, 15% drėgnumas) | 20 | 0,0006 | 0,23 |
| Mineralai | |||
| Deimantas | 20 | 2,15-5,50 | 900-2300 |
| Kvarcas | 20 | 0,019 | 8 |
| Uolos | |||
| Aliuminio oksidas | 20 | 0,006 | 2,33 |
| Žvyras | 20 | 0,0009 | 0,36 |
| Granitas, bazaltas | 20 | 0,008 | 3,5 |
| Dirvožemis 10% vandens | 20 | 0,004 | 1,75 |
| Dirvožemis 20% vandens | 20 | 0,005 | 2,1 |
| Smėlio dirvožemis | 20 | 0,003 | 1,16 |
| Dirva sausa | 20 | 0,0009 | 0,4 |
| Sutankintas dirvožemis | 20 | 0,003 | 1,05 |
| Kalkakmenis | 20 | 0,004 | 1,7 |
| Akmuo | 20 | 0,003 | 1,4 |
| Smėlis 0% drėgmės | 20 | 0,0008 | 0,33 |
| Smėlis 10% drėgmės | 20 | 0,002 | 0,97 |
| Smėlis 20% drėgmės | 20 | 0,003 | 1,33 |
| Degęs smiltainis | 20 | 0,004 | 1,5 |
| Šiferis | 20 | 0,005 | 2,1 |
| Įvairios medžiagos | |||
| Alebastro plokštės | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Asbestas (šiferis) | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Pluoštinis asbestas | 20 | 0,0003 | 0,15 |
| Asbesto cementas | 20 | 0,004 | 1,76 |
| Asbestcemenčio plokštės | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Asfaltas | 20 | 0,002 | 0,72 |
| Asfaltas grindyse | 20 | 0,002 | 0,8 |
| Betonas ant skaldos | 20 | 0,003 | 1,3 |
| Betonas ant smėlio | 20 | 0,002 | 0,7 |
| Akytas betonas | 20 | 0,003 | 1,4 |
| Betonas su skalda | 20 | 0,003 | 1,28 |
| Tvirtas betonas | 20 | 0,004 | 1,75 |
| Termoizoliacinis betonas | 20 | 0,0004 | 0,18 |
| Bitumas | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Popierius | 20 | 0,0003 | 0,14 |
| Alyvuotas popierius | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Sausas popierius | 20 | 0,0002 | 0,1 |
| Lengva mineralinė vata | 20 | 0,0001 | 0,045 |
| Sunki mineralinė vata | 20 | 0,0001 | 0,055 |
| Vata | 20 | 0,0001 | 0,055 |
| Vermikulito lakštai | 20 | 0,0002 | 0,1 |
| Asbesto veltinis | 20 | 0,0001 | 0,052 |
| Vilnonis veltinis | 20 | 0,0001 | 0,045 |
| Statybinis gipsas | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Žvyras (užpildas) | 20 | 0,002 | 0,93 |
| Gelžbetonis | 20 | 0,004 | 1,7 |
| Medžio pelenai | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Kalkių-smėlio skiedinys | 20 | 0,002 | 0,87 |
| Šerkšnas | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Iporka (putota derva) | 20 | 0,0001 | 0,038 |
| Nendrės (plokštės) | 20 | 0,0003 | 0,105 |
| Kartonas | 20 | 0,0003–0,0008 | 0,14–0,35 |
| Daugiasluoksnis statybinis kartonas | 20 | 0,0003 | 0,13 |
| Termiškai izoliuotas kartonas BTK-1 | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Keramzitbetonis | 20 | 0,0005 | 0,2 |
| Silicio plyta | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Tuščiavidurė plyta | 20 | 0,001 | 0,44 |
| Silikatinė plyta | 20 | 0,002 | 0,81 |
| Tvirta plyta | 20 | 0,002 | 0,67 |
| Tvirta plyta | 20 | 0,002 | 0,67 |
| Šlako plyta | 20 | 0,001 | 0,58 |
| Oda | 20 | 0,0003 | 0,15 |
| Lakotkanas | 20 | 0,0006 | 0,25 |
| Ledas | 0 | 0,005 | 2,21 |
| -20 | 0,006 | 2,44 | |
| -60 | 0,007 | 2,91 | |
| Neimpregnuota apvija | 20 | 0,0005–0,0010 | 0,2–0,4 |
| Impregnuota apvija | 20 | 0,0003–0,0005 | 0,1–0,2 |
| Putų betonas | 20 | 0,0007 | 0,3 |
| Glassine | 20 | 0,0002 | 0,08 |
| Perlitas | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Perlito-cemento plokštės | 20 | 0,0002 | 0,08 |
| Apdailos plytelės | 20 | 0,251 | 105 |
| Šilumos izoliacinė plytelė PMTB-2 | 20 | 0,0001 | 0,036 |
| Putų guma | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Portlandcemenčio skiedinys | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Kamštinė lenta | 20 | 0,0001 | 0,043 |
| Kamštienos lakštai yra lengvi | 20 | 0,0001 | 0,035 |
| Kamštienos lakštai yra sunkūs | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Ruberoidas | 20 | 0,0004 | 0,17 |
| Sniegas pradėjo tirpti | 20 | 0,0015 | 0,64 |
| Šviežiai iškritęs sniegas | 20 | 0,0003 | 0,105 |
| Sniegas sutankintas | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Stiklas | 20 | 0,003 | 1,15 |
| Stiklo vata | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Stiklo pluoštas | 20 | 0,0001 | 0,036 |
| Popierinis stogo veltinis | 20 | 0,0006 | 0,23 |
| Durpių plokštė | 20 | 0,0001 | 0,065 |
| Cemento lentos | 20 | 0,005 | 1,92 |
| Cemento-smėlio skiedinys | 20 | 0,003 | 1,2 |
| Vilna | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Granuliuotas šlakas | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Katilo šlakas | 20 | 0,0007 | 0,29 |
| Peleninis betonas | 20 | 0,0014 | 0,6 |
| Sausas tinkas | 20 | 0,0005 | 0,21 |
| Cementinis tinkas | 20 | 0,002 | 0,9 |
| Elektrinis kartonas | 20 | 0,0004 | 0,17 |
weldworld.ru
Šilumos laidumas – plienas – Didžioji naftos ir dujų enciklopedija, straipsnis, 2 psl
Šilumos laidumas – plieninis
2 puslapis
Kaip keičiasi plieno šilumos laidumas kaitinant?
Kc - plieno šilumos laidumas; bs - atstumas nuo paviršiaus iki termoporos jungties; e - sraigto kraigo pjovimo plotis; Tts – baliono temperatūra toje vietoje, kur sumontuota termopora; T c - temperatūra tarp cilindro ir granulių sluoksnio, yra lemiama vertė skaičiuojant trinties koeficientą.
Matuojant plienų šilumos laidumą 400 - 500 C temperatūroje, sudėtinis mėginys yra apsuptas elektrine virykle 11; esant temperatūrai - 400 - 500 C, naudojama vandens striukė.
Plieno šilumos laidumui nustatyti buvo naudojamas trečios rūšies reguliarus režimas (Angströmo temperatūros bangos metodas) pusiau ribotam strypui.
Legiravimo elementai sumažina plieno šilumos laidumą, todėl legiruotasis plienas reikalauja lėto ir vienodo kaitinimo. Jų aušinimas taip pat neturėtų būti staigus, kad būtų išvengta vidinių įtempimų, įtrūkimų ir deformacijų. Austenito izoterminio skilimo pradžios ir pabaigos kreivių poslinkis į dešinę užtikrina legiruotojo plieno, ypač plienų, legiruotų su manganu, siliciu, chromu, nikeliu, volframu ir kt., gilų kietumą. Šiuo atžvilgiu tampa įmanoma naudokite izoterminį ir pakopinį grūdinimą didelėms dalims, pagamintoms iš legiruotojo plieno
Legiravimo elementai tuo labiau sumažina plieno šilumos laidumą, tuo sudėtingesnė plieno sudėtis. Remiantis esamais duomenimis, sunku nustatyti natūralų ryšį tarp legiruotojo elemento šilumos laidumo ir šio elemento įtakos plieno, į kurį jis įtrauktas, šilumos laidumui; galime tik pasakyti, kad kobaltas turi mažiausiai įtakos, o chromas, nikelis ir volframas – didžiausią įtaką.
Legiravimo elementai sumažina plieno šilumos laidumą, todėl legiruotasis plienas reikalauja lėto ir vienodo kaitinimo. Jų aušinimas taip pat neturėtų būti aštrus, kad neatsirastų vidinius įtempius, įtrūkimų ir jokių deformacijų neatsirado. Įvedus legiravimo elementus, pasiekiamas gilus plienų grūdinimas; ypač plienas, legiruotas su manganu, chromu, molibdenu, nikeliu, siliciu ir kt. Atsiranda galimybė atlikti didelio skerspjūvio detalių, pagamintų iš legiruotojo plieno, izoterminį ir pakopinį grūdinimą.
Chromo buvimas sumažina plieno šilumos laidumą ir pablogina jo suvirinamumą.
Puiki vertė turi plieno šilumos laidumą. Austenitinės struktūros plienas turi mažą šilumos laidumą. Pjovimo metu susidariusią šilumą gaminys mažai sugeria, tačiau daugiausia koncentruojasi pjovimo vietose ir įkaitina įrankio pjovimo briauną, o tai sumažina jo ilgaamžiškumą. Todėl, nepaisant mažo kietumo, austenitiniai plienai yra prastai apdorojami.
Didelę reikšmę turi plieno šilumos laidumas. Austenitinės struktūros plienas turi mažą šilumos laidumą. Pjovimo metu susidariusią šilumą gaminys mažai sugeria, tačiau daugiausia koncentruojasi pjovimo vietose ir įkaitina įrankio pjovimo briauną, o tai sumažina jo ilgaamžiškumą. Todėl, nepaisant mažo kietumo, austenitiniai plienai yra prastai apdorojami.
Didėjant temperatūrai, plieno šilumos laidumas mažėja; tačiau kuo daugiau legiravimo medžiagų ištirpsta kietame tirpale, tuo šis sumažėjimas yra mažiau reikšmingas.
Abiem atvejais vamzdžių plieno šilumos laidumo koeficientas laikomas A.
Puslapiai: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Šilumos laidumas – plienas – Didžioji naftos ir dujų enciklopedija, straipsnis, 3 psl
Šilumos laidumas – plieninis
3 puslapis
Didėjant anglies kiekiui, plieno šilumos laidumas mažėja. Legiruotojo plieno šilumos laidumas yra mažesnis.
Reikėtų nepamiršti, kad plieno šilumos laidumas yra beveik dešimt kartų mažesnis nei vario, todėl plieninis įdėklas turi būti kuo plonesnis.
Perėjus prie austenito, plieno šilumos laidumas vėl pradeda didėti.
Legiravimo elementai žymiai sumažina plieno šilumos laidumą. Legiruotojo plieno šilumos laidumas gali būti kelis kartus mažesnis nei paprasto anglinio plieno, todėl legiruotasis plienas terminio apdorojimo metu turi būti šildomas lėčiau ir tolygiau nei anglinis plienas. Priešingu atveju gaminiai gali deformuotis arba atsirasti įtrūkimų.
Čia daroma prielaida, kad plieno šilumos laidumas x ir y kryptimis yra vienodas. Temperatūros priklausomybė nuo pelėsio parodyta fig.
Kai kurie legiravimo elementai sumažina plieno šilumos laidumą, todėl kaitinant ir vėsinant legiruotoje plienuose susidaro dideli vidiniai įtempiai. Šių plienų šildymo greitis turėtų būti mažesnis nei anglinio plieno. Kai kurie legiravimo elementai sumažina difuzijos greitį, todėl termiškai apdorojant legiruotą plieną būtina leisti ilgą ekspoziciją, kurios pakaktų visiškam difuzijos procesų, reikalingų cheminei sudėčiai išlyginti, atsiradimui.
ATM-1 grafito plastiko šilumos laidumas yra artimas plieno, St markės, šilumos laidumui.
Pažymėtina, kad plieno šilumos laidumo koeficientas yra labai didelis, todėl vamzdžio vidinio paviršiaus temperatūra šiek tiek skiriasi nuo jo išorinio paviršiaus temperatūros.
Prieš atliekant eksperimentus 1Х18Н9Т plieno šilumos laidumui nustatyti, instaliacija buvo išbandyta nustatant X varį. Ši vertė taip pat lemia paklaidą matuojant spinduliavimo srautus.
Pažymėtina, kad dėl mažo plieno (ypač austenitinio) šilumos laidumo pastebimas temperatūros sumažėjimas tik toliau į periferiją, ašmenų temperatūra pakyla, greitai pasiekia sąstingį tekančių dujų temperatūra.
Puslapiai: 1 2 3 4
Lentelėje parodytas geležies tankis d, taip pat jo specifinės šiluminės talpos vertės C p, šiluminis difuziškumas a, šilumos laidumo koeficientas λ , elektrinė varža ρ , Lorentzo funkcijos L/L 0 esant skirtingoms temperatūroms - nuo 100 iki 2000 K.
Geležies savybės labai priklauso nuo temperatūros: kaitinant šį metalą mažėja jo tankis, šilumos laidumas ir šiluminis difuziškumas, didėja geležies savitosios šiluminės talpos vertė.
Geležies tankis kambario temperatūroje yra 7870 kg/m3. Kaitinant geležį, jos tankis mažėja. Kadangi geležis yra pagrindinis plieno elementas, geležies tankis taip pat lemia vertę. Geležies tankio priklausomybė nuo temperatūros yra silpna – ją kaitinant, metalo tankis mažėja ir įgauna minimalią 7040 kg/m 3 reikšmę esant 1810 K arba 1537 °C lydymosi temperatūrai.
Geležies savitoji šiluminė talpa pagal lentelę yra 450 J/(kg deg.) 27°C temperatūroje. Priklausomai nuo struktūros, kietos geležies savitoji šiluminė talpa kinta nevienodai kylant temperatūrai. Lentelėje pateiktos vertės rodo būdingą geležies šiluminės talpos maksimumą šalia Tc ir šuolius struktūrinių perėjimų ir lydymosi metu.
Išlydytoje būsenoje keičiasi geležies savybės. Taigi skystos geležies tankis mažėja ir tampa lygus 7040 kg/m 3. Geležies savitoji šiluminė talpa išlydytoje būsenoje yra 835 J/(kg deg), o geležies šilumos laidumas sumažėja iki 39 W/(m deg). Šiuo atveju šio metalo elektrinė varža padidėja ir 2000 K temperatūroje įgyja 138·10 -8 Ohm·m vertę.
Geležies šilumos laidumas kambario temperatūroje yra 80 W/(m deg). Didėjant temperatūrai geležies šilumos laidumas mažėja – ji turi neigiamą temperatūros koeficientą 100-1042 K temperatūros intervale, o vėliau pradeda nežymiai didėti. Mažiausia geležies šilumos laidumo vertė yra 25,4 W/(m deg) netoli Curie taško. β-γ perėjimo metu pastebimas nedidelis šilumos laidumo pokytis, kuris taip pat vyksta γ-δ perėjimo metu.
Didėjant priemaišų kiekiui, geležies šilumos laidumas smarkiai krenta, ypač ir . Labai gryna elektrolitinė geležis pasižymi didžiausiu šilumos laidumu – jos šilumos laidumas 27°C temperatūroje yra 95 W/(m deg).
Geležies šilumos laidumo koeficiento priklausomybę nuo temperatūros lemia ir šio metalo grynumo laipsnis. Kuo grynesnė geležis, tuo didesnis jos šilumos laidumas ir tuo labiau absoliučia verte mažėja kylant temperatūrai.
Metalai yra medžiagos, turinčios kristalų struktūra. Kaitinami, jie gali ištirpti, tai yra, virsti skysta būsena. Kai kurie iš jų turi žemą lydymosi temperatūrą: juos galima ištirpinti įdėjus į paprastą šaukštą ir laikant virš žvakės liepsnos. Tai švinas ir alavas. Kiti gali būti išlydyti tik specialiose krosnyse. Varis ir geležis yra aukšti. Norėdami jį sumažinti, į metalą įvedami priedai. Gautų lydinių (plieno, bronzos, ketaus, žalvario) lydymosi temperatūra yra žemesnė nei originalaus metalo.
Nuo ko priklauso metalų lydymosi temperatūra? Visi jie turi tam tikras charakteristikas – šiluminę talpą ir metalų šilumos laidumą. Šilumos talpa – tai gebėjimas sugerti šilumą kaitinant. Jo skaitmeninis indikatorius yra specifinė šilumos talpa. Tai reiškia energijos kiekį, kurį gali sugerti 1°C įkaitinto metalo masės vienetas. Nuo šio rodiklio priklauso kuro sąnaudos kaitinant metalinį ruošinį iki reikiamos temperatūros. Daugumos metalų šiluminė talpa yra 300-400 J/(kg*K), metalų lydinių - 100-2000 J/(kg*K).
Metalų šilumos laidumas – tai šilumos perdavimas iš karštesnių dalelių šaltesnėms pagal Furjė dėsnį, kai jie makroskopiškai nejudrūs. Tai priklauso nuo medžiagos struktūros, jos cheminės sudėties ir tarpatominio ryšio tipo. Metaluose šilumos perdavimą atlieka elektronai, kituose kietos medžiagos- fononai. Kuo tobulesnė jų kristalinė struktūra, tuo didesnis metalų šilumos laidumas. Kuo daugiau metalo priemaišų, tuo labiau iškraipoma kristalinė gardelė ir mažesnis šilumos laidumas. Legiravimas įneša tokius iškraipymus metalų struktūroje ir sumažina šilumos laidumą, palyginti su netauriuoju metalu.
Visi metalai turi gerą šilumos laidumą, tačiau kai kurie yra didesni nei kiti. Tokių metalų pavyzdys yra auksas, varis, sidabras. Daugiau mažas šilumos laidumas- alavo, aliuminio, geležies. Padidėjęs metalų šilumos laidumas yra privalumas arba trūkumas, priklausomai nuo jų naudojimo apimties. Pavyzdžiui, metaliniams indams būtina greitai pašildyti maistą. Tuo pačiu metu virtuvės indų rankenėlių gamybai naudojant metalus, turinčius didelį šilumos laidumą, sunku juos naudoti – rankenos per greitai įkaista ir jų neįmanoma liesti. Todėl čia naudojamos šilumą izoliuojančios medžiagos.
Kita metalo savybė, daranti įtaką jo savybėms, yra šiluminis plėtimasis. Atrodo, kad metalo tūris padidėja kaitinant ir sumažėja aušinant. Į šį reiškinį reikia atsižvelgti gaminant metalo gaminius. Pavyzdžiui, puodų dangčiai gaminami taip, kad būtų virš galvos;
Kiekvienam metalui apskaičiuotas koeficientas. Jis nustatomas kaitinant 1 m ilgio bandinį 1°C didelis koeficientas turi švino, cinko, alavo. Variui ir sidabrui tai mažiau. Dar žemiau – geležies ir aukso.
Autorius cheminės savybės metalai skirstomi į kelias grupes. Yra aktyvių metalų (tokių kaip kalis ar natris), kurie gali akimirksniu reaguoti su oru arba vandeniu. Šeši aktyviausi metalai, sudarantys pirmąją grupę periodinė lentelė, vadinami šarminiais. Jie turi žemą lydymosi temperatūrą ir yra tokie minkšti, kad juos galima pjaustyti peiliu. Kartu su vandeniu jie sudaro šarminius tirpalus, todėl jų pavadinimas.
Antroji grupė susideda iš šarminių žemių metalai- kalcio, magnio ir kt. Jie yra daugelio mineralų dalis, kietesni ir atsparesni ugniai. Šios, trečios ir ketvirtos grupės metalų pavyzdžiai yra švinas ir aliuminis. Tai gražu minkštieji metalai ir jie dažnai naudojami lydiniuose. Pereinamieji metalai (geležis, chromas, nikelis, varis, auksas, sidabras) yra mažiau aktyvūs, labiau kali ir dažnai naudojami pramonėje lydinių pavidalu.
Kiekvieno metalo padėtis veiklų serijoje apibūdina jo gebėjimą reaguoti. Kaip metalas yra aktyvesnis, tuo lengviau paima deguonį. Jas labai sunku atskirti nuo junginių, o mažai aktyvių galima rasti gryna forma. Aktyviausi iš jų – kalis ir natris – laikomi žibale, jie iš karto oksiduojasi. Iš pramonėje naudojamų metalų varis yra mažiausiai aktyvus. Jis naudojamas rezervuarams ir vamzdžiams gaminti karštas vanduo, taip pat elektros laidai.
Didelis vario šilumos laidumas kartu su kitais nepaprastų savybių nulėmė šiam metalui reikšmingą vietą raidos istorijoje žmonių civilizacija. Gaminiai iš vario ir jo lydinių naudojami beveik visose mūsų gyvenimo srityse.
1
Šilumos laidumas – tai labiau šildomų kūno dalių dalelių (elektronų, atomų, molekulių) energijos perdavimo procesas mažiau įkaitusių kūno dalių dalelėms. Šis šilumos mainas lemia temperatūros išlyginimą. Tik energija perduodama išilgai kūno, materija nejuda. Gebėjimo praleisti šilumą charakteristika yra šilumos laidumo koeficientas, skaitinis lygus šilumos kiekiui, kuris per 1 sekundę praeina per 1 m2 ploto, 1 m storio medžiagą su vienetiniu temperatūros gradientu.
Vario šilumos laidumo koeficientas 20–100 °C temperatūroje yra 394 W/(m * K) – didesnis tik sidabrui. šio rodiklio variui nusileidžia beveik 9 kartus, o geležiui – 6. Skirtingos priemaišos skirtingai veikia metalų fizikines savybes. Naudojant varį, šilumos perdavimo greitis sumažėja, kai pridedama prie medžiagos arba veikiama su ja. technologinis procesas tokios medžiagos kaip:
- aliuminio;
- geležies;
- deguonies;
- arsenas;
- stibis;
- siera;
- seleno;
- fosforo.
Didelis šilumos laidumas pasižymi greitu šildymo energijos plitimu visame objekto tūryje. Dėl šios savybės varis buvo plačiai naudojamas visose šilumos perdavimo sistemose. Jis naudojamas šaldytuvų, oro kondicionierių, vakuuminių agregatų, automobilių vamzdžių ir radiatorių gamyboje, siekiant pašalinti perteklinę aušinimo skysčio šilumą. Šildymo prietaisuose šildymui naudojami panašūs vario gaminiai.
Vario gebėjimas praleisti šilumą sumažėja kaitinant. Vario šilumos laidumo koeficiento reikšmės ore priklauso nuo pastarosios temperatūros, kuri turi įtakos šilumos perdavimui (aušinimui). Kuo aukštesnė aplinkos temperatūra, tuo lėčiau metalas vėsta ir tuo mažesnis jo šilumos laidumas. Todėl visuose šilumokaičiuose naudojamas priverstinis ventiliatoriaus oro srautas – tai padidina prietaisų efektyvumą ir tuo pačiu palaiko optimalų šilumos laidumą.
2
Aliuminio ir vario šilumos laidumas skiriasi – pirmajam jis 1,5 karto mažesnis nei antrojo. Aliuminiui šis parametras yra 202–236 W/(m * K) ir yra gana didelis, palyginti su kitais metalais, bet mažesnis nei aukso, vario ir sidabro. Aliuminio ir vario panaudojimo sritis, kur reikalingas didelis šilumos laidumas, priklauso nuo daugelio kitų šių medžiagų savybių.
Aliuminis nėra prastesnis už varį savo antikorozinėmis savybėmis ir yra pranašesnis šiais rodikliais:
- tankis ( savitasis svoris) aliuminio yra 3 kartus mažiau;
- kaina 3,5 karto mažesnė.
Panašus gaminys, bet pagamintas iš aliuminio, yra daug lengvesnis nei varis. Kadangi reikalingas metalo svoris yra 3 kartus mažesnis, o jo kaina 3,5 karto mažesnė, aliuminio detalė gali būti apie 10 kartų pigesnė. Dėl to ir didelio šilumos laidumo aliuminis plačiai naudojamas gaminant indus ir maisto foliją orkaitėms. Kadangi šis metalas yra minkštas, jis nenaudojamas gryna forma – daugiausia paplitę jo lydiniai (garsiausias yra duraliuminis).
Įvairiuose šilumokaičiuose pagrindinis dalykas yra perteklinės energijos išleidimo greitis aplinką. Ši problema išspręsta intensyviai pučiant radiatorių naudojant ventiliatorių. Tuo pačiu metu mažesnis aliuminio šilumos laidumas praktiškai neturi įtakos aušinimo kokybei, o įranga ir įrenginiai yra daug lengvesni ir pigesni (pavyzdžiui, kompiuteriai ir buitinė technika). Pastaruoju metu gamyboje pastebima tendencija oro kondicionavimo sistemose varinius vamzdžius pakeisti aliumininiais.
Varis yra praktiškai nepakeičiamas radijo pramonėje ir elektronikoje kaip laidži medžiaga. Dėl didelio lankstumo juo galima traukti iki 0,005 mm skersmens vielą ir daryti kitas labai plonas laidžias jungtis, naudojamas elektroniniai prietaisai. Didesnis laidumas nei suteikia aliuminis minimalūs nuostoliai ir mažesnis radioelementų kaitinimas. Šilumos laidumas leidžia efektyviai pašalinti eksploatacijos metu susidariusią šilumą į išorinius prietaisų elementus – korpusą, maitinimo kontaktus (pavyzdžiui, mikroschemas, šiuolaikinius mikroprocesorius).
Variniai šablonai naudojami suvirinant, kai reikia perdengti plieninę detalę. norimą formą. Didelis šilumos laidumas neleis vario šablonui prisijungti prie suvirinto metalo. Aliuminio tokiais atvejais naudoti negalima, nes yra didelė tikimybė, kad jis išsilydys ar sudegs. Varis taip pat naudojamas anglies lankiniam suvirinimui – iš šios medžiagos pagamintas strypas tarnauja kaip nesunaudojamas katodas.
3
Žemas šilumos laidumas daugeliu atvejų yra norimą turtą– tuo remiasi šilumos izoliacija. Varinių vamzdžių naudojimas šildymo sistemose lemia daug didelių nuostoliųšilumos nei naudojant iš kitų medžiagų pagamintus elektros tinklus ir skirstytuvus. Variniams vamzdynams reikia kruopštesnės šilumos izoliacijos.
Varis turi didelį šilumos laidumą, kuris suteikia pakankamai sudėtingas procesas montavimo ir kiti darbai, kurie turi savo specifiką. Vario suvirinimui, litavimui ir pjovimui reikalingas labiau koncentruotas kaitinimas nei plienui, o dažnai iš anksto ir kartu kaitinant metalą.
Suvirinant varį dujomis, reikia naudoti degiklius, kurių galia yra 1–2 skaičiais didesnė nei tokio paties storio plieninėms detalėms. Jei varis storesnis nei 8–10 mm, rekomenduojama dirbti su dviem ar net trimis degikliais (vienu dažnai suvirinama, o kitais – kaitinama). Atliekami suvirinimo darbai kintamoji srovė elektrodus lydi padidėjęs metalo taškymas. Pjaustytuvas, kurio pakanka 300 mm storio chromo plieno storiui, tinka žalvariui, bronzai (vario lydiniams) pjauti iki 150 mm storio ir tik 50 mm storio gryno vario. Visi darbai susiję su žymiai didesnėmis eksploatacinėmis medžiagomis.
4
Varis yra vienas iš pagrindinių elektronikos komponentų ir naudojamas visose mikroschemose. Jis pašalina ir išsklaido šilumą, susidarančią praeinant srovei. Kompiuterių greitis ribojamas, nes didėja procesoriaus ir kitų grandinės elementų įkaitimas, didėjant laikrodžio dažniui. Skaldymas į kelis vienu metu veikiančius branduolius ir kiti kovos su perkaitimu būdai išsenko. Šiuo metu vyksta plėtra, kuria siekiama gauti didesnio elektros ir šilumos laidumo laidininkus.
Neseniai mokslininkų atrastas grafenas gali žymiai padidinti varinių laidininkų šilumos laidumą ir jų gebėjimą išsklaidyti šilumą. Eksperimento metu vario sluoksnis iš visų pusių buvo padengtas grafenu. Tai pagerino laidininko šilumos perdavimą 25%. Kaip aiškino mokslininkai, nauja medžiaga keičia šilumos perdavimo struktūrą ir leidžia energijai laisviau judėti metale. Išradimas yra baigimo stadijoje – eksperimento metu buvo naudojamas daug didesnis varinis laidininkas. dideli dydžiai nei procesoriuje.
