Що таке теплопровідність
Даний термін означає здатність різних матеріалів до обміну енергією, яка в цьому випадку представлена теплом. При цьому передача енергії проходить від більш нагрітої частини до холодної і відбувається за рахунок:
- Молекул.
- Атомів.
- Електронів і інших частинок структури металу.
Теплопровідність нержавіючої сталі буде істотно відрізнятися від аналогічного показника іншого металу - наприклад, коефіцієнт теплопровідності міді буде іншим, ніж у сталі.
Для позначення цього показника використовується спеціальна величина, звана коефіцієнтом теплопровідності. Вона характеризується кількістю теплоти, яке може пройти через матеріал за певну одиницю часу.
Показники для стали
Теплопровідність може істотно відрізнятися в залежності від хімічного складу металу. Коефіцієнт даної величини у сталі і міді буде різним. Крім цього, при підвищенні або зменшенні концентрації вуглецю змінюється і розглянутий показник.
Існують і інші особливості теплопровідності:
Для стали, яка не має домішок, значення становить 70 Вт / (м * К).- У вуглецевих і високолегованих сталей провідність набагато нижче. За рахунок збільшення концентрації домішок вона істотно знижується.
- Саме термічний вплив також може впливати на структуру металу. Як правило, після нагрівання структура змінює значення провідності, що пов'язано зі зміною кристалічної решітки.
Коефіцієнт теплопровідності алюмінію значно вище, що пов'язано з більш низькою щільністю цього матеріалу. Теплопровідність латуні також відрізняється від відповідного показника стали.
Вплив концентрації вуглецю
Концентрація вуглецю в стали впливає на величину теплопередачі:
Низьковуглецевих сталі мають високий показник провідності. Саме тому вони використовуються при виготовленні труб, які потім застосовуються при створенні трубопроводу системи опалення. Значення коефіцієнта варіює в межах від 54 до 47 Вт / (м * К).- Середнім коефіцієнтом для поширених вуглецевих сталей є значення від 50 до 90 Вт / (м * К). Саме тому подібний матеріал використовується при виготовленні деталей різних механізмів.
- У металів, які не містять різних домішок, коефіцієнт становить 64 Вт / (м * К). Це значення несуттєво змінюється при термічному впливі.
Таким чином, розглянутий показник у легованих сплавів може змінюватися в залежності від температури експлуатації.
Значення в побуті та виробництві
Чому важливо враховувати коефіцієнт теплопровідності? Подібне значення вказується в різних таблицях для кожного металу і враховується в наведених нижче випадках:
При виготовленні різних теплообмінників. Тепло є одним з важливих носіїв енергії. Його використовують для забезпечення комфортних умов проживання в житлових та інших приміщеннях. При створенні опалювальних радіаторів і бойлерів важливо забезпечити швидку і повну передачу тепла від теплоносія до кінцевого споживача.- При виготовленні відвідних елементів. Часто можна зустріти ситуацію, коли потрібно провести неподання тепла, а відведення. Прикладом назвемо випадок відведення тепла від ріжучої кромки інструменту або зубів шестерні. Для того щоб метал не втрачав свої основні експлуатаційні якості, забезпечується швидке відведення теплової енергії.
- При створенні ізоляційних прошарків. У деяких випадках матеріал не повинен проводити передачу теплової енергії. Для подібних умов експлуатації вибирається метал, який володіє низьким коефіцієнтом провідності тепла.
Визначається розглянутий показник при проведенні випробувань в різних умовах. Як раніше було зазначено, коефіцієнт провідності тепла може залежати від температури експлуатації. Тому в таблицях вказується кілька його значень.