Теплопроводность алюминия и латуни

Шаг 5-ый.
Прошлые шажки можно узреть тут.
Достался мне здесь не так давно бракованный кулер Titan D5TB/Cu35. Все было нормально, но основание не отшлифовано совершенно, медный пятак имел нередкие борозды видимо от отрезного станка глубиной приблизительно 0,5 мм.
Принято решение было – отполировать и поставить.
Эффект затмил все ожидания. Температура, под перегрузкой, свалилась до 47 градусов.
Как это может быть? Алюминий эффективней меди?

Теплопроводность:
Алюминий 180-200 Вт/м*К
Медь рядовая 300-320 Вт/м*К

Плотность:
Рал=2700 кг/м3
Рмед=8940 кг/м3, где Р-плотность

Удельная теплоёмкость:
Алюминий – 880 Дж / кг*К
Медь – 385 Дж / кг*К

лицезреем, что:
· плотность меди выше, чем у алюминия приблизительно в 3,31 раза
· теплопроводимость меди выше, чем у алюминия приблизительно в 1,66-1,75 раза
· теплоёмкость медного радиатора меньше, чем у дюралевого приблизительно в 2,28 раза, при равной массе.

Таковым образом, если радиаторы схожие по размерам и форме, то выполненный из меди будет в 3,31 раза тяжелее, его теплоемкость будет приблизительно в 1.44 раз больше чем у дюралевого. Как следует, при схожей перегрузке медный радиатор нагреется в 1.44 раза меньше. При большей разнице температур меж процессорным ядром и радиатором термообмен проходит эффективнее, как следует, медный радиатор лучше.
Но на практике, я поменял медный радиатор на дюралевый и выиграл. Почему?
В этом случае я поменял маленькой, но тяжкий радиатор от Thermaltake Volcano 10, с частыми тонкими ребрами, на в два раза больший радиатор от Titan D5TB/Cu35 с довольно редчайшими и толстыми ребрами. Масса радиаторов приблизительно равна, потому теплоемкость дюралевого радиатора будет больше. Как следует, греться он будет подольше. Не считая того, сопротивление воздушному сгустку меньше из-за большей ширины каналов. Как следует, через дюралевый радиатор проходит большее количество воздуха, и он (воздух) конфискует больше тепла. Термический баланс устанавливается на низшей отметке температуры, потому что, во-1-х, за единицу времени больше тепла отдается в атмосферу вследствие большего количества проходящего воздуха, а площадь термообмена у обоих радиаторов приблизительно равна. А во-2-х, сам радиатор греется медлительнее вследствие большей теплоемкости, потому для заслуги равной с медным радиатором температуры дюралевому требуется больше времени, что ухудшает 1-ое положение. Не считая того, может быть в радиаторе от Thermaltake Volcano 10 создавались не продуваемые зоны, в каких застаивался теплый воздух.
Основное преимущество меди, большая теплопроводимость, в этом случае существенного воздействия не оказывает, ввиду слабенького воздушного потока вследствие чего же и дюралевый и медный радиаторы успевают умеренно распределить тепло по поверхности собственных ребер и, как следует, единица площади ребер обоих радиаторов дает воздуху приблизительно равное количество тепла.
Все, что тут написано, отражает мою личную точку зрения и не наиболее. Я не старался придерживаться традиционной терминологии и может быть применил неправильные определения, за что прошу строго меня не судить.

Конструктивная критика принимается тут.

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, находящиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые смеси

К таковым примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки значительно понижают электро- и теплопроводимость. К маркам, которые в большей степени употребляются для производства токопроводящих частей, относятся М0 и М1. Если в составе медного сплава содержится сурьма, то существенно затрудняется его жгучая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не действующие на электропроводность основного сплава, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Примеси, образующие с медью хрупкие хим соединения

К данной группе относятся сера и кислород, который понижает электропроводность и крепкость основного сплава. Наличие серы в медном сплаве существенно упрощает его обрабатываемость с помощью резания.

ПРУЖИННЫЕ СПЛАВЫ НА МЕДНОЙ ОСНОВЕ

ООО ВПО ПромМеталл http://bronza555.ru/

vpoprommetall@yandex.ru +7-903-798-09-70 (звоните!)

Складскую справку можно скачать здесь

ВВЕДЕНИЕ

Пружинные сплавы относятся к особенной группе в главном железных материалов, владеющих не считая неотклонимых для их больших механических параметров, получаемых или прохладной пластической деформацией, или способами дисперсионного упрочнения [1], еще и величиной сопротивления малым пластическим деформациям, либо пределом упругости. Читать дальше →

Таблица теплопроводимости металлов и сплавов

Температуропроводность металлов

В таблице представлены значения коэффициента температуропроводности незапятнанных металлов зависимо от температуры. Температуропроводность металлов указана в интервале температуры от -250 до 1600°С в размерности м 2 /с.

Рассмотрены последующие сплавы: алюминий, кадмий, натрий, серебро, калий, никель, свинец, кобальт, бериллий, литий, сурьма, висмут, магний, цинк, вольфрам, олово, сурьма, железо, платина, золото, медь, родий, молибден, тантал, иридий.

По значениям температуропроводности в таблице можно выделить сплавы с большим и минимальным значением этого характеристики. Меньшей температуропроводностью владеет таковой сплав, как висмут, его коэффициент температуропроводности при температуре 50°С равен 6,8 м 2 /с. Температуропроводность незапятнанного серебра равна 158,3 м 2 /с при 100°С. Этот сплав имеет более высочайшее значение данной свойства.

Необходимо подчеркнуть, что по мере роста температуры сплава, величина его температуропроводности миниатюризируется, кроме платины и кобальта.

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

Характеристики алюминия: плотность, теплопроводимость, теплоемкость Al

отсюда

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические характеристики алюминия Al зависимо от температуры. Характеристики алюминия даны в широком спектре температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводимость алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что дозволяет использовать этот материал для производства радиаторов и разных теплоотводов.

Не считая алюминия, высочайшей теплопроводимостью владеет также медь. У какого сплава теплопроводимость больше? Понятно, что теплопроводимость алюминия при средних и больших температурах все-же меньше, чем у меди, но, при охлаждении до 50К, теплопроводимость алюминия значительно растет и добивается значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при таковой низкой температуре значение теплопроводимости становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает расплавляться при температуре 933,61 К (около 660°С), при всем этом некие его характеристики претерпевают значимые конфигурации.
Значения таковых параметров, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводимость существенно уменьшаются.

Плотность алюминия в главном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого сплава. К примеру, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого сплава до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 . Понижение плотности алюминия с ростом температуры обосновано его расширением при нагревании.

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводимости латуни, бронзы, также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) зависимо от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и остальных сплавов на базе меди при нагревании возрастает. По данным таблицы, большей теплопроводимостью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре владеет латунь Л96. Ее теплопроводимость при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высочайшей теплопроводимостью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Не считая того, теплопроводимость латуни в главном выше теплопроводимости бронзы. Необходимо подчеркнуть, что к бронзам с высочайшей теплопроводимостью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, также бронза БрА5.

Медным сплавом с меньшей теплопроводимостью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводимости при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

ВПО ПромМеталл (бронза, латунь, медь) +7-903-798-09-70 Александр Иванович

складскую справку скачать можно тут

отсюда

В таблице представлены значения теплопроводимости металлов (цветных), также хим состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные сплавы 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; мягенькие припои (по ГОСТ 1499-70): олово незапятнанное, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать дальше →

Существует и иной метод перемещения тепла (теплопередачи). Он вероятен не только лишь в подвижной среде (воды и газе), но и в жестких телах. Тепло может передвигаться по телу и через него к другому предмету без перемещения частей этого тела относительно друг дружку, т.е. без перемещения вещества. Таковой метод носит заглавие теплопроводимости.

Разные вещества по-разному проводят тепло. Наилучшие проводники тепла — сплавы (в особенности серебро, медь). Ужаснее всего проводят тепло теплоизоляторы — воздух, войлок, древесная порода. Нехорошая теплопроводимость воздуха употребляется в наших домах — слой воздуха меж двойными стеклами окон является красивым теплоизолятором.

Таблица теплопроводимости
(сопоставление чисел охарактеризовывает относительную скорость передачи тепла каждым материалом)

О теплопроводимости меди и ее сплавов

Высочайшая теплопроводимость меди и остальные ее полезные свойства послужили одной из обстоятельств ранешнего освоения этого сплава человеком. И по сей денек медь и медные сплавы находят применение практически во всех областях нашей жизни.

Незначительно о теплопроводимости

Под теплопроводимостью в физике соображают перемещение энергии в объекте от наиболее нагретых мелких частиц к наименее нагретым. Благодаря этому процессу выравнивается температура рассматриваемого предмета в целом. Величина возможности проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводимости. Данный параметр равен количеству тепла, которое пропускает через себя материал шириной 1 метр через площадь поверхности 1 м2 в течение одной секунды при единичной разнице температур.

Медь владеет коэффициентом теплопроводимости 394 Вт/(м*К) при температуре от 20 до 100 °С. Конкурировать с ней может лишь серебро. А у стали и железа этот показатель ниже в 9 и 6 раз соответственно (см. таблицу). Необходимо отметить, что теплопроводимость изделий, сделанных из меди, в значимой мере зависит от примесей (вообщем, это касается и остальных металлов). К примеру, скорость проводимости тепла понижается, если в медь попадают такие вещества, как:

• железо;
• мышьяк;
• кислород;
• селен;
• алюминий;
• сурьма;
• фосфор;
• сера.

Если добавить к меди цинк, то получится латунь, у которой коэффициент теплопроводимости намного ниже. В то же время добавление остальных веществ в медь дозволяет значительно понизить стоимость готовых изделий и придать им такие свойства, как крепкость и износостойкость. Например, для латуни свойственны наиболее высочайшие технологические, механические и антифрикционные характеристики.

Так как для высочайшей теплопроводимости типично резвым распространение энергии нагрева по всему предмету, медь получила обширное применение в системах термообмена. Сейчас из нее изготавливают радиаторы и трубки для холодильников, вакуумных установок и автомашин для резвого отвода тепла. Также медные элементы используют в отопительных установках, но уже для подогрева.

Медный радиатор отопления

Чтоб поддерживать теплопроводимость сплава на высочайшем уровне (а означает, созодать работу устройств из меди очень действенной), во всех системах термообмена употребляют принудительный обдув вентиляторами. Такое решение вызвано тем, что при повышении температуры среды теплопроводимость хоть какого материала значительно снижается, ведь теплоотдача замедляется.

Алюминий и медь – что лучше?

У алюминия есть один минус по сопоставлению с медью: его теплопроводимость в 1,5 раза меньше, а конкретно 201–235 Вт/(м*К). Но по сопоставлению с иными сплавами это довольно высочайшие значения. Алюминий так же, как и медь, владеет высочайшими антикоррозийными качествами. Не считая того, он имеет такие достоинства, как:

• малая плотность (удельный вес в 3 раза меньше, чем у меди);
• низкая стоимость (в 3,5 раза меньше, чем у меди).

Дюралевый радиатор отопления

Благодаря обычным расчетам выходит, что дюралевая деталь может оказаться дешевле медной фактически в 10 раз, ведь она весит намного меньше и сделана из наиболее дешевенького материала. Данный факт вместе с высочайшей теплопроводимостью дозволяет употреблять алюминий в качестве материала для посуды и пищевой фольги для духовых шифанеров. Основной недочет алюминия заключается в том, что он является наиболее мягеньким, потому его можно употреблять лишь в составе сплавов (к примеру, дюралюминия).

Для действенного термообмена важную роль играет скорость отдачи тепла в окружающую среду, и этому интенсивно содействует обдув радиаторов. В итоге наименьшая теплопроводимость алюминия (относительно меди) нивелируется, а вес и стоимость оборудования понижаются. Эти принципиальные плюсы разрешают алюминию равномерно теснить медь из использования в системах кондиционирования.

Внедрение меди в электронике

В неких отраслях, например, в радиопромышленности и электронике, медь является неподменной. Дело в том, что этот сплав по природе собственной весьма пластичен: его можно вытянуть очень узкую проволоку (0,005 мм), также сделать остальные специальные токопроводящие элементы для электрических устройств. А высочайшая теплопроводимость дозволяет меди очень отлично отводить безизбежно возникающее при работе электроприборов тепло, что весьма принципиально для современной высокоточной, но в то же время малогабаритной техники.

Животрепещуще внедрение меди в тех вариантах, когда требуется создать наплавку определенной формы на железную деталь. При всем этом применяется шаблон из меди, который не соединяется с привариваемым элементом. Внедрение алюминия для этих целей нереально, потому что он будет расплавлен либо прожжен. Стоит также упомянуть, что медь способна выполнить роль катода при сварке угольной дугой.

1 — шестерня, 2 — крепления шаблонов, 3 — наплавляемый зуб шестерни, 4 — медные шаблоны

Недочеты высочайшей теплопроводимости меди и ее сплавов

Медь владеет куда наиболее высочайшей стоимостью, чем латунь либо алюминий. При всем этом у данного сплава есть свои недочеты, впрямую связанные с его плюсами. Высочайшая теплопроводимость приводит к необходимости создавать особые условия во время резки, сварки и пайки медных частей. Потому что нагревать медные элементы необходимо намного наиболее концентрировано по сопоставлению со сталью. Также нередко требуется подготовительный и сопутствующий обогрев детали.

Не стоит забывать и о том, что медные трубы требуют кропотливой изоляции в этом случае, если из их состоит магистраль либо разводка системы отопления. Что приводит к повышению цены монтажа сети в сопоставлении с вариациями, когда используются остальные материалы.

Пример термоизоляции медных труб

Следует сказать и о необходимости использования особых инструментов. Так, для резки латуни и бронзы шириной до 15 см пригодится резак, способный работать с высокохромистой сталью шириной в 30 см. При этом этого же инструмента хватит для работы с незапятанной медью шириной всего только в 5 см.

Плазменная резка меди

Можно ли повысить теплопроводимость меди?

Медь обширно употребляется при разработке микросхем электрических устройств и призвана отводить тепло от нагреваемых электронным током деталей. При попытке прирастить быстродействие современных компов создатели столкнулись с неувязкой остывания микропроцессоров и остальных деталей. В качестве 1-го из решений применялся вариант разбиения микропроцессора на несколько ядер. Но данный метод борьбы с перегревом себя исчерпал, и на данный момент требуется находить новейшие проводники с наиболее высочайшей теплопроводимостью и электропроводимостью.

Теплопроводность цветных металлов, теплоемкость и плотность сплавов

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

В таблице представлены значения теплопроводимости металлов (цветных), также хим состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные сплавы 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; мягенькие припои (по ГОСТ 1499-70): олово незапятнанное, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда.

По данным таблицы видно, что высшую теплопроводимость (при комнатной температуре) имеют магниевые сплавы и никель. Низкая же теплопроводимость характерна нихрому, инвару и сплаву Вуда.

Коэффициенты теплопроводимости дюралевых, медных и никелевых сплавов

Теплопроводность металлов, дюралевых, медных и никелевых сплавов в таблице дана в интервале температуры от 0 до 600°С в размерности Вт/(м·град).
Сплавы и сплавы: алюминий, дюралевые сплавы, дюралюминий, латунь, медь, монель, нейзильбер, нихром, нихром железистый, сталь мягенькая. Дюралевые сплавы имеют огромную теплопроводимость, чем латунь и сплавы никеля.

Коэффициенты теплопроводимости сплавов

В таблице даны значения теплопроводимости сплавов в интервале температуры от 20 до 200ºС.
Сплавы: дюралевая 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) железной проволоки (при 18ºС)

В таблице указаны значения удельного электронного сопротивления и КТР железной проволоки, выполненной из разных 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 высочайшее удельное электронное сопротивление и удачно применяется в качестве спиралей накаливания нагревательных частей огромного количества 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 последующих 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 разных температурах.

Удельная теплоемкость многокомпонентных особых сплавов

Удельная (массовая) теплоемкость многокомпонентных особых сплавов приведена в таблице при температуре от 0 до 1300ºС.
Размерность теплоемкости кал/(г·град).
Теплоемкость особых 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 последующие сплавы: бронза, оловянистая, фосфористая, дюралюминий, инвар, константан, латунь, магналиум, манганин, монель — сплав, платино — иридиевый сплав, сплав Вуда, сталь катаная, литая.

ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте внимательны! Плотность сплавов в таблице указана в степени 10 -3 . Не забудьте помножить на 1000!
К примеру, плотность катанной стали меняется в границах от 7850 до 8000 кг/м 3 .