Теплоотдача металлов таблица: Теплопроводность металлов и сплавов, коэффициент теплопроводности

Содержание

Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов в размерности Вт/(м*К)=Вт/(м*С) и плотность.

Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов в размерности Вт/(м*К)=Вт/(м*С) и плотность. 

Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов в размерности Вт/(м*К)=Вт/(м*С) и плотность.

Материал

Плотность (для сыпучих – насыпная плотность), кг/м3

Коэффициент теплопроводности, Вт/ (м*К)

Алюминий 2600-2700 203,5-221 растет с ростом плотности
Асбест 600 0,151
Асфальтобетон 2100 1,05
АЦП асбесто-цементные плиты 1800 0,35
Бетон см. также Железобетон 2300-2400 1,28-1,51 растет с ростом плотности
Битум 1400 0,27
Бронза 8000 64
Винипласт 1380 0,163
Вода при температурах выше 0 градусов С ~1000 ~0,6
Войлок шерстяной 300 0,047
Гипсокартон 800 0,15
Гранит 2800 3,49
Дерево, дуб — вдоль волокон 700
0,23
Дерево, дуб — поперек волокон 700 0,1
Дерево, сосна или ель — вдоль волокон 500 0,18
Дерево, сосна или ель — поперек волокон 500 0,10—0,15 растет с ростом плотности и влажности
ДСП, ОСП; древесно- или ориентированно-стружечная плита 1000 0,15
Железобетон 2500 1,69
Картон облицовочный 1000 0,18
Керамзит 200 0,1
Керамзит 800 0,18
Керамзитобетон 1800 0,66
Керамзитобетон 500 0,14
Кирпич керамический пустотелый (брутто1000) 1200 0,35
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) 1600 0,41
Кирпич красный глиняный 1800 0,56
Кирпич, силикатный 1800 0,7
Кладка из изоляционного кирпича 600 0,116—0,209 растет с ростом плотности
Кладка из обыкновенного кирпича 600–1700 0,384—0,698—0,814 растет с ростом плотности
Кладка из огнеупорного кирпича 1840 1,05 (при 800—1100°С)
Краска масляная 0,233
Латунь 8500 93
Лед при температурах ниже 0 градусов С 920 2,33
Линолеум 1600 0,33
Литье каменное 3000 0,698
Магнезия 85% в порошке 216 0,07
Медь
8500-8800 384-407 растет с ростом плотности
Минвата 100 0,056
Минвата 50 0,048
Минвата 200 0,07
Мрамор 2800 2,91
Накипь, водяной камень 1,163—3,49 растет с ростом плотности
Опилки древесные
230
0,070—0,093 растет с ростом плотности и влажности
Пакля сухая 150 0,05
Пенобетон 1000 0,29
Пенобетон 300 0,08
Пенопласт 30 0,047
Пенопласт ПВХ 125 0,052
Пенополистирол 100
0,041
Пенополистирол 150 0,05
Пенополистирол 40 0,038
Пенополистирол экструдированый 33 0,031
Пенополиуретан 32 0,023
Пенополиуретан 40 0,029
Пенополиуретан 60 0,035
Пенополиуретан
80 0,041
Пеностекло 400 0,11
Пеностекло 200 0,07
Песок сухой 1600 0,35
Песок влажный 1900 0,814
Полимочевина 1100 0,21
Полиуретановая мастика 1400 0,25
Полиэтилен 1500 0,3
Пробковая мелочь 160 0,047
Ржавчина (окалина) 1,16
Рубероид, пергамин 600 0,17
Свинец 11400 34,9
Совелит 450 0,098
Сталь 7850 58
Сталь нержавеющая
7900 17,5
Стекло оконное 2500 0,698—0,814
Стеклянная вата (стекловата) 200 0,035—0,070 растет с ростом плотности
Текстолит 1380 0,244
Торфоплиты 220 0,064
Фанера клееная 600 0,12
Фаолит
1730
0,419
Чугун 7500 46,5—93,0
Шлаковая вата 250 0,076
Эмаль 2350

0,872—1,163

Полная таблица теплопроводности строительных материалов

В моей работе достаточно часто бывает необходимо уточнить теплопроводность различных материалов.

Чтобы каждый раз не искать в справочниках, я решил собрать данные по теплопроводности строительных материалов в таблицу.

Каковую здесь для Вашего удобства и выкладываю. Пользуйтесь! И не забывайте советовать друзьям. 🙂

P.S. Для Вашего удобства, чтобы было видно оглавление таблицы, я разделил ее на несколько частей по алфавиту. Получилось 17 мини-таблиц. Если одна таблица закончилась — под ней сразу начинается другая. Ищите ту, которая нужна именно Вам. 🙂

Таблица теплопроводности материалов на А

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
ABS (АБС пластик) 1030…1060 0.13…0.22 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 1000…1800 0.29…0.7 840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—72 1100…1200 0. 21
Альфоль 20…40 0.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83) 2600 221 840
Асбест волокнистый 470 0.16 1050
Асбестоцемент 1500…1900 1.76 1500
Асбестоцементный лист 1600 0.4 1500
Асбозурит 400…650 0.14…0.19
Асбослюда 450…620 0.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78) 1500…1700 1670
Асботермит 500 0.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста 1800 0.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста 1800 0.64…0.52
Асбоцемент войлочный 144 0.078
Асфальт 1100…2110 0. 7 1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) 2100 1.05 1680
Асфальт в полах 0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM 1400 0.22
Аэрогель (Aspen aerogels) 110…200 0.014…0.021 700

Таблица теплопроводности материалов на Б[adsp-pro-18]

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Бальза 110…140 0.043…0.052
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон легкий с природной пемзой 500…1200 0. 15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на вулканическом шлаке 800…1600 0.2…0.52 840
Бетон на доменных гранулированных шлаках 1200…1800 0.35…0.58 840
Бетон на зольном гравии 1000…1400 0.24…0.47 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке 1400 0.56 880
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон на топливных шлаках 1000…1800 0.3…0.7 840
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон сплошной 1.75
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумоперлит 300…400 0. 09…0.12 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бронза 7500…9300 22…105 400
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98

Таблица теплопроводности материалов на В

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Вата минеральная легкая 50 0.045 920
Вата минеральная тяжелая 100…150 0. 055 920
Вата стеклянная 155…200 0.03 800
Вата хлопковая 30…100 0.042…0.049
Вата хлопчатобумажная 50…80 0.042 1700
Вата шлаковая 200 0.05 750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67 100…200 0.064…0.076 840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка 100…200 0.064…0.074 840
Вермикулитобетон 300…800 0.08…0.21 840
Войлок шерстяной 150…330 0.045…0.052 1700

Таблица теплопроводности материалов на Г

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат 300…1000 0. 08…0.21 840
Газо- и пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29 840
Гетинакс 1350 0.23 1400
Гипс формованный сухой 1100…1800 0.43 1050
Гипсокартон 500…900 0.12…0.2 950
Гипсоперлитовый раствор 0.14
Гипсошлак 1000…1300 0.26…0.36
Глина 1600…2900 0.7…0.9 750
Глина огнеупорная 1800 1.04 800
Глиногипс 800…1800 0.25…0.65
Глинозем 3100…3900 2.33 700…840
Гнейс (облицовка) 2800 3.5 880
Гравий (наполнитель) 1850 0.4…0.93 850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка 200…800 0. 1…0.18 840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка 400…800 0.11…0.16 840
Гранит (облицовка) 2600…3000 3.5 880
Грунт 10% воды 1.75
Грунт 20% воды 1700 2.1
Грунт песчаный 1.16 900
Грунт сухой 1500 0.4 850
Грунт утрамбованный 1.05
Гудрон 950…1030 0.3

Таблица теплопроводности материалов на Д-И

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Доломит плотный сухой 2800 1. 7
Дуб вдоль волокон 700 0.23 2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83) 700 0.1 2300
Дюралюминий 2700…2800 120…170 920
Железо 7870 70…80 450
Железобетон 2500 1.7 840
Железобетон набивной 2400 1.55 840
Зола древесная 780 0.15 750
Золото 19320 318 129
Известняк (облицовка) 1400…2000 0.5…0.93 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…400 0.067…0.11 1680
Изделия вулканитовые 350…400 0.12
Изделия диатомитовые 500…600 0. 17…0.2
Изделия ньювелитовые 160…370 0.11
Изделия пенобетонные 400…500 0.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые 200…300 0.064…0.076
Изделия совелитовые 230…450 0.12…0.14
Иней 0.47
Ипорка (вспененная смола) 15 0.038

Таблица теплопроводности материалов на Ка…

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Каменноугольная пыль 730 0.12
Камни многопустотные из легкого бетона 500…1200 0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152 500…2000 0. 32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины 500…2000 0.29…0.99
Камень строительный 2200 1.4 920
Карболит черный 1100 0.23 1900
Картон асбестовый изолирующий 720…900 0.11…0.21
Картон гофрированный 700 0.06…0.07 1150
Картон облицовочный 1000 0.18 2300
Картон парафинированный 0.075
Картон плотный 600…900 0.1…0.23 1200
Картон пробковый 145 0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75) 650 0.13 2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74) 500 0.04…0.06
Каучук вспененный 82 0. 033
Каучук вулканизированный твердый серый 0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый 920 0.184
Каучук натуральный 910 0.18 1400
Каучук твердый 0.16
Каучук фторированный 180 0.055…0.06

Таблица теплопроводности материалов на Ке…-Ки…

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Кедр красный 500…570 0.095
Кембрик лакированный 0.16
Керамзит 800…1000 0.16…0.2 750
Керамзитовый горох 900…1500 0. 17…0.32 750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией 800…1200 0.23…0.41 840
Керамзитобетон легкий 500…1200 0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 500…1800 0.14…0.66 840
Керамзитобетон на перлитовом песке 800…1000 0.22…0.28 840
Керамика 1700…2300 1.5
Керамика теплая 0.12
Кирпич доменный (огнеупорный) 1000…2000 0.5…0.8
Кирпич диатомовый 500 0.8
Кирпич изоляционный 0.14
Кирпич карборундовый 1000…1300 11…18 700
Кирпич красный плотный 1700…2100 0.67 840…880
Кирпич красный пористый 1500 0. 44
Кирпич клинкерный 1800…2000 0.8…1.6
Кирпич кремнеземный 0.15
Кирпич облицовочный 1800 0.93 880
Кирпич пустотелый 0.44
Кирпич силикатный 1000…2200 0.5…1.3 750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7
Кирпич силикатный щелевой 0.4
Кирпич сплошной 0.67
Кирпич строительный 800…1500 0.23…0.3 800
Кирпич трепельный 700…1300 0.27 710
Кирпич шлаковый 1100…1400 0.58

Таблица теплопроводности материалов на Кл…

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Кладка бутовая из камней средней плотности 2000 1. 35 880
Кладка газосиликатная 630…820 0.26…0.34 880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит 540 0.24 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе 1600 0.47 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе 1800 0.56 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе 1700 0.52 880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1000…1400 0.35…0.47 880
Кладка из малоразмерного кирпича 1730 0.8 880
Кладка из пустотелых стеновых блоков 1220…1460 0.5…0.65 880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0. 64 880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1400 0.52 880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе 1800 0.7 880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе 1000…1200 0.29…0.35 880
Кладка из ячеистого кирпича 1300 0.5 880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.52 880
Кладка «Поротон» 800 0.31 900
Клен 620…750 0.19
Кожа 800…1000 0.14…0.16
Композиты технические 0.3…2
Краска масляная (эмаль) 1030…2045 0.18…0.4 650…2000
Кремний 2000…2330 148 714
Кремнийорганический полимер КМ-9 1160 0. 2 1150

Таблица теплопроводности материалов на Л

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Латунь 8100…8850 70…120 400
Лед -60°С 924 2.91 1700
Лед -20°С 920 2.44 1950
Лед 0°С 917 2.21 2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79) 1600…1800 0.33…0.38 1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77) 1400…1800 0.23…0.35 1470
Липа, (15% влажности) 320…650 0.15
Лиственница 670 0. 13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75) 1600…1800 0.23…0.35 840
Листы вермикулитовые 0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266 800 0.15 840
Листы пробковые легкие 220 0.035
Листы пробковые тяжелые 260 0.05

Таблица теплопроводности материалов на М-О

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб 220…300 0.073…0.084
Мастика асфальтовая 2000 0.7
Маты, холсты базальтовые 25…80 0. 03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75) 150 0.061 840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем
(ГОСТ 9573-82)
50…125 0.048…0.056 840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00) 100…150 0.038
Мел 1800…2800 0.8…2.2 800…880
Медь (ГОСТ 859-78) 8500 407 420
Миканит 2000…2200 0.21…0.41 250
Мипора 16…20 0.041 1420
Морозин 100…400 0.048…0.084
Мрамор (облицовка) 2800 2.9 880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С) 1000…2500 0.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С) 300…1200 0. 08…0.23
Настил палубный 630 0.21 1100
Найлон 0.53
Нейлон 1300 0.17…0.24 1600
Неопрен 0.21 1700
Опилки древесные 200…400 0.07…0.093

Таблица теплопроводности материалов на Па-Пен

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Парафин 870…920 0.27
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0. 23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пемза 400…700 0.11…0.16
Пемзобетон 800…1600 0.19…0.52 840
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пеногипс 300…600 0.1…0.15
Пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0. 05 1340
Пенополистирол «Пеноплекс» 35…43 0.028…0.03 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0.041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели 0.025
Пеносиликальцит 400…1200 0.122…0.32
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039

Таблица теплопроводности материалов на Пер-Пи

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Пергамент 0. 071
Пергамин (ГОСТ 2697-83) 600 0.17 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 1100…1300 0.7 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 1550 1.2 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 2400 1.55 840
Перлит 200 0.05
Перлит вспученный 100 0.06
Перлитобетон 600…1200 0.12…0.29 840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74) 100…200 0.035…0.041 1050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76) 200…300 0.064…0.076 1050
Песок 0% влажности 1500 0.33 800
Песок 10% влажности 0. 97
Песок 20% влажности 1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 0.35 840
Песок речной мелкий 1500 0.3…0.35 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 1650 1.13 2090
Песчаник обожженный 1900…2700 1.5
Пихта 450…550 0.1…0.26 2700

Таблица теплопроводности материалов на Пли-

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Плита бумажная прессованая 600 0.07
Плита пробковая 80…500 0.043…0.055 1850
Плитка облицовочная, кафельная 2000 1. 05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0.04
Плиты алебастровые 0.47 750
Плиты из гипса ГОСТ 6428 1000…1200 0.23…0.35 840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) 200…1000 0.06…0.15 2300
Плиты из керзмзито-бетона 400…600 0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 200…300 0.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75) 40…100 0.038…0.047 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) 50 0.056 840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 350…400 0.093…0.104
Плиты камышитовые 200…300 0. 06…0.07 2300
Плиты кремнезистые 0.07
Плиты льнокостричные изоляционные 250 0.054 2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 150…200 0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 225 0.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия) 170…230 0.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 200 0.052 840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
200 0.064 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 125…200 0.056…0.07 840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих 0. 048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом
и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)
50…350 0.048…0.091 840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87 80…100 0.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые 30…35 0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 32 0.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80 300 0.087
Плиты перлито-волокнистые 150 0.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76 250 0.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74 150 0.044
Плиты перлитоцементные 0. 08
Плиты строительный из пористого бетона 500…800 0.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные 200…300 0.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74) 200…300 0.052…0.064 2300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе 300…800 0.07…0.16 2300

Таблица теплопроводности материалов на По-Пр

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Покрытие ковровое 630 0.2 1100
Покрытие синтетическое (ПВХ) 1500 0.23
Пол гипсовый бесшовный 750 0. 22 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 1400…1600 0.15…0.2
Поликарбонат (дифлон) 1200 0.16 1100
Полипропилен (ГОСТ 26996 – 86) 900…910 0.16…0.22 1930
Полистирол УПП1, ППС 1025 0.09…0.14 900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263) 200…600 0.065…0.145 1060
Полистиролбетон модифицированный на
активированном пластифицированном шлакопортландцементе
200…500 0.057…0.113 1060
Полистиролбетон модифицированный на
композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах
200…500 0.052…0.105 1060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе 250…300 0.075…0.085 1060
Полистиролбетон модифицированный на
шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах
200…500 0. 062…0.121 1060
Полиуретан 1200 0.32
Полихлорвинил 1290…1650 0.15 1130…1200
Полиэтилен высокой плотности 955 0.35…0.48 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 920 0.25…0.34 1700
Поролон 34 0.04
Портландцемент (раствор) 0.47
Прессшпан 0.26…0.22
Пробка гранулированная 45 0.038 1800
Пробка минеральная на битумной основе 270…350 0.28
Пробка техническая 50 0.037 1800

Таблица теплопроводности материалов на Р

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Ракушечник 1000…1800 0. 27…0.63
Раствор гипсовый затирочный 1200 0.5 900
Раствор гипсоперлитовый 600 0.14 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 400…500 0.09…0.12 840
Раствор известковый 1650 0.85 920
Раствор известково-песчаный 1400…1600 0.78 840
Раствор легкий LM21, LM36 700…1000 0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 1700 0.52 840
Раствор цементный, цементная стяжка 2000 1.4
Раствор цементно-песчаный 1800…2000 0.6…1.2 840
Раствор цементно-перлитовый 800…1000 0.16…0.21 840
Раствор цементно-шлаковый 1200…1400 0. 35…0.41 840
Резина мягкая 0.13…0.16 1380
Резина твердая обыкновенная 900…1200 0.16…0.23 1350…1400
Резина пористая 160…580 0.05…0.17 2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17 1680
Руда железная 2.9

Таблица теплопроводности материалов на С-

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Сажа ламповая 170 0.07…0.12
Сера ромбическая 2085 0.28 762
Серебро 10500 429 235
Сланец глинистый вспученный 400 0.16
Сланец 2600…3300 0.7…4.8
Слюда вспученная 100 0.07
Слюда поперек слоев 2600…3200 0.46…0.58 880
Слюда вдоль слоев 2700…3200 3.4 880
Смола эпоксидная 1260…1390 0.13…0.2 1100
Снег свежевыпавший 120…200 0.1…0.15 2090
Снег лежалый при 0°С 400…560 0.5 2100
Сосна и ель вдоль волокон 500 0.18 2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72) 500 0.09 2300
Сосна смолистая 15% влажности 600…750 0.15…0.23 2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81) 7850 58 482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78) 2500 0.76 840
Стекловата 155…200 0.03 800
Стекловолокно 1700…2000 0.04 840
Стеклопластик 1800 0.23 800
Стеклотекстолит 1600…1900 0.3…0.37
Стружка деревянная прессованая 800 0.12…0.15 1080
Стяжка ангидритовая 2100 1.2
Стяжка из литого асфальта 2300 0.9

Таблица теплопроводности материалов на Т-Ч

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Текстолит 1300…1400 0.23…0.34 1470…1510
Термозит 300…500 0.085…0.13
Тефлон 2120 0.26
Ткань льняная 0.088
Толь (ГОСТ 10999-76) 600 0.17 1680
Тополь 350…500 0.17
Торфоплиты 275…350 0.1…0.12 2100
Туф (облицовка) 1000…2000 0.21…0.76 750…880
Туфобетон 1200…1800 0.29…0.64 840
Уголь древесный кусковой (при 80°С) 190 0.074
Уголь каменный газовый 1420 3.6
Уголь каменный обыкновенный 1200…1350 0.24…0.27
Фарфор 2300…2500 0.25…1.6 750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69) 600 0.12…0.18 2300…2500
Фибра красная 1290 0.46
Фибролит (серый) 1100 0.22 1670
Целлофан 0.1
Целлулоид 1400 0.21
Цементные плиты 1.92
Черепица бетонная 2100 1.1
Черепица глиняная 1900 0.85
Черепица из ПВХ асбеста 2000 0.85
Чугун 7220 40…60 500

Таблица теплопроводности материалов на Ш-Э

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Шевелин 140…190 0.056…0.07
Шелк 100 0.038…0.05
Шлак гранулированный 500 0.15 750
Шлак доменный гранулированный 600…800 0.13…0.17
Шлак котельный 1000 0.29 700…750
Шлакобетон 1120…1500 0.6…0.7 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 1000…1800 0.23…0.52 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 800…1600 0.17…0.47 840
Штукатурка гипсовая 800 0.3 840
Штукатурка известковая 1600 0.7 950
Штукатурка из синтетической смолы 1100 0.7
Штукатурка известковая с каменной пылью 1700 0.87 920
Штукатурка из полистирольного раствора 300 0.1 1200
Штукатурка перлитовая 350…800 0.13…0.9 1130
Штукатурка сухая 0.21
Штукатурка утепляющая 500 0.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 1800 1 880
Штукатурка цементная 0.9
Штукатурка цементно-песчаная 1800 1.2
Шунгизитобетон 1000…1400 0.27…0.49 840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка 200…600 0.064…0.11 840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75)
и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка
400…800 0.12…0.18 840
Эбонит 1200 0.16…0.17 1430
Эбонит вспученный 640 0.032
Эковата 35…60 0.032…0.041 2300
Энсонит (прессованный картон) 400…500 0.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая) 0.16…0.27
Закладка Постоянная ссылка.

Таблица теплоотдача металлов

  эффективные решения для вашего бизнеса  
Дон Изолятор моб: +7 988 540 32 29
тел: (863) 219-12-79
факс: (863) 219-12-79
e-mail: [email protected]
гарантированная защита и надежность
Продукция Ко

Теплоотдача радиаторов отопления – сравнение и расчет мощности

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных типов часто обсуждается на строительных форумах. Участники спорят, какие батареи лучше по тепловым характеристикам – чугунные, алюминиевые или стальные панели. Чтобы прояснить данный вопрос, предлагается выполнить расчет мощности разных отопительных приборов и провести сравнение радиаторов по теплоотдаче.

 Как правильно рассчитывается реальная теплоотдача батарей

Первым делом изучите технический паспорт батареи. В нем вы точно найдете интересующие параметры — тепловую мощность одной секции либо целого панельного радиатора определенного типоразмера. Не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических обогревателей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Ошибочное суждение: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди металлов. Теплопроводность алюминия действительно высока, но процесс теплообмена зависит от многих факторов. Нюанс второй: отопительные приборы делают из силумина – алюминиевого сплава с кремнием, чьи показатели заметно ниже.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (tподачи + tобратки)/2 и воздуха помещения равна 70 °С. Величина зовется температурным напором, обозначается Δt. Расчетная формула:

Подставим известное значение температурного напора и получим такое уравнение:

(tподачи + tобратки)/2 — tвоздуха = 70 °С

Справка. В документации изделий от различных фирм параметр Δt может обозначаться по-разному: dt, DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Какую теплоотдачу мы получим, если в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, в нее подставляем значение комнатной температуры +22 °С и ведем расчет в обратном порядке:

(tподачи + tобратки) = (70 + 22) х 2 = 184 °С

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 20 °С, определяем их значения следующим образом:

  • tподачи = 184/2 + 10 = 102 °С;
  • tобратки = 184/2 – 10 = 82 °С.

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что вода в подающем трубопроводе нагреется до 102 °С, а температура воздуха в комнате – до +22 °С.

Первое условие невыполнимо, поскольку современные бытовые котлы нагреваются до 80 °С (максимум). Значит, радиаторная секция никогда не отдаст заявленные 200 Вт тепла. Да и температура теплоносителя в системе частного дома редко поднимается выше 70 °С, тогда DT = 38 °С, а не 70 градусов. То есть, реальная теплоотдача прибора вдвое ниже паспортной.

Порядок расчета теплоотдачи

Итак, реальная мощность батареи отопления гораздо меньше заявленной, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к паспортному значению тепловой мощности обогревателя. Ниже представлена таблица коэффициентов, на которые умножается заявленная теплоотдача радиатора в зависимости от настоящей величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

  1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
  2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свой температурный напор Δt.
  3. Найти в таблице коэффициент, соответствующий найденному DT.
  4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи батареи.
  5. Подсчитать число секций либо целых отопительных приборов для обогрева комнаты.

В приведенном примере тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. На обогрев помещения площадью 10 м² пойдет приблизительно 1000 Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 ≈ 11 секций (округление делаем в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что фирмы–производители дают мощность радиатора для других условий, например, при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться коэффициентами нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Справка. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях эксплуатации: tподачи = 90 °С, tобратки = 70 °С, tвоздуха = 20 °С, что как раз соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти параметры мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, здесь конструкция и форма изделия играет большую роль. Четко сравнить стальной панельный обогреватель с чугунной батареей не выйдет, их поверхности слишком разные.

Трудновато сравнивать отдачу теплоты плоскими панелями и ребристыми поверхностями сложной конфигурации

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдадут 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) на 5 секций такой же высоты передаст в комнату только 530 Вт при аналогичных условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Мощностные характеристики алюминиевых и биметаллических обогревателей мало отличаются, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Длина батареи из 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм составит примерно 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600 х 400.

В таблице указана тепловая производительность 1 секции из алюминия и биметалла в зависимости от размеров и разницы температур Δt

Если даже взять трехрядную стальную панель (тип 30), получим 572 Вт при Δt = 50 °С против 635 Вт у 5-секционного алюминия. Еще учтите, что радиатор GLOBAL VOX гораздо тоньше, глубина прибора составляет 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминиевых секций позволяет уменьшить габариты обогревателя.

В индивидуальной системе отопления частного дома батареи одинаковой мощности, сделанные из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

  1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
  2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
  3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего возникает небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Вывод простой: неважно, из какого материала изготовлен радиатор. Главное, правильно подобрать батарею по мощности и дизайну, который устроит пользователя. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой лучше устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже упоминалось выше. Но чтобы сравнение радиаторов отопления выглядело объективным, кроме теплоотдачи следует учесть и другие важные параметры:

  • рабочее и максимальное давление теплоносителя;
  • количество вмещаемой воды;
  • масса.

Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема воды сетевыми насосами может достигать сотни метров. Параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар.

Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в сети, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при выборе места установки и способа крепления батареи.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Теплопроводность металлов и сплавов, коэффициент теплопроводности

Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

Можно сказать проще, теплопроводность – это  способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной.

Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой.

Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”.

В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С.

Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.

Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен  постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

Коэффициент теплопроводности

Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.

Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло.

Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас  в качестве материалов для утепления зданий  наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов.

Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.

Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда)  и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2.

, то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур  стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт.

Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.

Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.

В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности.  Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.

Коэффициент теплопроводности материалов

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

Материал Коэфф. тепл. Вт/(м2*К)
Алебастровые плиты 0,470
Алюминий 230,0
Асбест (шифер) 0,350
Асбест волокнистый 0,150
Асбестоцемент 1,760
Асбоцементные плиты 0,350
Асфальт 0,720
Асфальт в полах 0,800
Бакелит 0,230
Бетон на каменном щебне 1,300
Бетон на песке 0,700
Бетон пористый 1,400
Бетон сплошной 1,750
Бетон термоизоляционный 0,180
Битум 0,470
Бумага 0,140
Вата минеральная легкая 0,045
Вата минеральная тяжелая 0,055
Вата хлопковая 0,055
Вермикулитовые листы 0,100
Войлок шерстяной 0,045
Гипс строительный 0,350
Глинозем 2,330
Гравий (наполнитель) 0,930
Гранит, базальт 3,500
Грунт 10% воды 1,750
Грунт 20% воды 2,100
Грунт песчаный 1,160
Грунт сухой 0,400
Грунт утрамбованный 1,050
Гудрон 0,300
Древесина – доски 0,150
Древесина – фанера 0,150
Древесина твердых пород 0,200
Древесно-стружечная плита ДСП 0,200
Дюралюминий 160,0
Железобетон 1,700
Зола древесная 0,150
Известняк 1,700
Известь-песок раствор 0,870
Ипорка (вспененная смола) 0,038
Камень 1,400
Картон строительный многослойный 0,130
Каучук вспененный 0,030
Каучук натуральный 0,042
Каучук фторированный 0,055
Керамзитобетон 0,200
Кирпич кремнеземный 0,150
Кирпич пустотелый 0,440
Кирпич силикатный 0,810
Кирпич сплошной 0,670
Кирпич шлаковый 0,580
Кремнезистые плиты 0,070
Латунь 110,0
Лед 0°С 2,210
Лед -20°С 2,440
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) 0,150
Медь 380,0
Мипора 0,085
Опилки – засыпка 0,095
Опилки древесные сухие 0,065
ПВХ 0,190
Пенобетон 0,300
Пенопласт ПС-1 0,037
Пенопласт ПС-4 0,040
Пенопласт ПХВ-1 0,050
Пенопласт резопен ФРП 0,045
Пенополистирол ПС-Б 0,040
Пенополистирол ПС-БС 0,040
Пенополиуретановые листы 0,035
Пенополиуретановые панели 0,025
Пеностекло легкое 0,060
Пеностекло тяжелое 0,080
Пергамин 0,170
Перлит 0,050
Перлито-цементные плиты 0,080
Песок 0% влажности 0,330
Песок 10% влажности 0,970
Песок 20% влажности 1,330
Песчаник обожженный 1,500
Плитка облицовочная 1,050
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0,036
Полистирол 0,082
Поролон 0,040
Портландцемент раствор 0,470
Пробковая плита 0,043
Пробковые листы легкие 0,035
Пробковые листы тяжелые 0,050
Резина 0,150
Рубероид 0,170
Сланец 2,100
Снег 1,500
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) 0,150
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) 0,230
Сталь 52,0
Стекло 1,150
Стекловата 0,050
Стекловолокно 0,036
Стеклотекстолит 0,300
Стружки – набивка 0,120
Тефлон 0,250
Толь бумажный 0,230
Цементные плиты 1,920
Цемент-песок раствор 1,200
Чугун 56,0
Шлак гранулированный 0,150
Шлак котельный 0,290
Шлакобетон 0,600
Штукатурка сухая 0,210
Штукатурка цементная 0,900
Эбонит 0,160

Источник: http://www.econel.ru/teploprovodnost/

ПОИСК

    Теплопроводность. Теплопроводность металлических материалов в значительной мере зависит от чистоты металлов. Теплопроводность сплавов, как правило, ниже, чем чистых металлов. Используемая обычно в расчетах средняя теплопроводность [c.147]

    Коэффициенты теплопроводности сплавов алюминия [3, 6] [c.265]

    Коэффициент теплопроводности сплавов, Вт/ м-К) [7, 13, 14, 16, 18] [c.122]

    Коэффициенты теплопроводности и электропроводимости сплавов значительно ниже, чем у образующих их металлов, т. е. теплопроводность сплавов всегда меньше, чем у основного, наиболее теплопроводного компонента. Для многих сплавов минимум теплопроводности наблюдается при составе 1 1. [c.342]

    Коэффициенты теплопроводности сплавов меди [3,6] [c.264]

    Определить приближенное значение теплопроводности сплава. [c.180]

    Для определения теплопроводности сплавов, сверхпроводников и диэлектриков на сегодня единственным надежным методом остается экспериментальный (см. разд. 9). [c.234]

    Реальные диаграммы плавкости, используемые для выбора промышленных сплавов, естественно, гораздо сложнее и представляют собой сочетание рассмотренных диаграмм плавкости.

Диаграммы плавкости — частный случай диаграмм состав — свойство , в которых в качестве свойства изучаются температуры фазовых превращений.

Вообще на диаграммах состав — свойство можно проследить изменение физико-механических свойств (ов, 6) и физических свойств (удельное сопротивление, теплопроводность сплавов в зависимости от состава). [c.278]

  •     Коэффициенты теплопроводности сплавов урана 6] [c.266]
  •     Коэффициенты теплопроводности сплавов никеля [3,6] [c.265]
  •     Коэффициенты теплопроводности сплавов [c.266]
  •     Общая зависимость коэффициента теплопроводности сплавов [c.342]

    В неупорядоченных сплавах можно, по-видимому, считать, что вклад электронов в теплопроводность по порядку величины такой же, как и вклад фононов.

Однако теплопроводность сплавов значительно ниже теплопроводности металлов и характер зависимости и (Т) у них иной (см. рис.

67) это обстоятельство часто используется при подборе материалов для низкотемпературных приборов и устройств. [c.156]

Рис.. 260. Теплопроводность сплавов урана [3951

    Коэффициенты теплопроводности сплавов свинца [6] [c.266]

    Коэффициенты теплопроводности сплавов Na, [c.267]

    Большую роль играют процессы диффузии из глубины пробы к поверхностному слою. Теплопроводность сплава также оказывает влияние на выход вещества из электродов. При уменьшении теплопроводности сплава повышается количество испаряемого из электрода вещества. [c.244]

    Теплопроводность сплавов урана [395] [c.673]

    В условиях высоких температур на теплопроводность почти не влияет чистота материала. Теплопроводность сплавов, как правило, ниже теплопроводности чистых металлов.

У особо чистых металлов наблюдается при низких температурах (2—100 К) максимум теплопроводности. Теплопроводность легированной меди примерно в 8 раз меньше, чем у нелегированной.

Наиболее полные сведения по теплопроводности материалов приведены в работах [16, 72]. [c.62]

    Диаграммы плавкости — частный случай диаграмм состав — свойство , в которых в качестве свойства изучаются температуры. фазовых превращений. Вообще на диаграммах состав — свойство можно проследить изменение физико-механических свойств (а 8) и физических свойств (удельное сопротивление, теплопроводность сплавов в зависимости от состава). [c.233]

    В работе [407] приведены результаты исследования теплопроводности сплавов системы.

С переходом от арсенида индия к сплавам, содержащим селенид индия теплопроводность сначала быстро уменьшается, а дальше убывает по закону, близкому к линейному.

Коэффициент линейного расширения, исследованный в этой же работе, с возрастанием концентрации селенида индия, увеличивается. [c.165]

    Теплопроводность вблизи комнатной температуры измерялась на установке, описанной в [11]. Результаты измерений представлены на рис. 2. Из графика видно, что теплопроводность сплавов проходит через минимум вблизи состава, соответствующего содержанию 20% М Qe. [c.408]

    Однако это не значит, что всякая работа с магнием чревата опасностью пожара или взрыва.

Поджечь магний можно, только расплавив его, а сделать это в обычных условиях не так-то просто — большая теплопроводность сплава ие позволит спичке или даже факелу превратить литые изделия в белый порошок окиси.

А вот со стружкой или тонкой лентой из магния нужно действительно обращаться очень осторожно. [c.196]

    Чем выше содержание углерода, тем лучше механические свойства и обрабатываемость сплава, но химическая стойкость уменьшается. Теплопроводность сплава примерно вдвое меньше, чем теплопроводность обычного чугуна. [c.108]

    Удельный вес хромистого чугуна 7,4—7,5, линейная усадка 1,6—1,9%. Сплав весьма склонен к образованию усадочных раковин. Теплопроводность сплава составляет около половины теплопроводности железа, что следует принимать во внимание при изготовлении тепловой аппаратуры из хромистого чугуна. [c.130]

    Нагрев магниевых сплавов перед горячей обработкой давлением имеет существенное значение для получения полуфабрикатов с равномерной структурой и необходимыми механическими свойствами.

При установлении режима нагрева этих сплавов необходимо учитывать скорость нагрева и длительность выдержки при данной температуре.

Скорость нагрева определяется наличием фазовых превращений, степенью растворимости упрочняющих фаз и теплопроводностью сплавов. [c.216]

    Трудности борьбы с расслоением медных сплавов, содержащих больщие количества свинца, облегчаются введением в бронзу никеля, марганца или заливкой сплава в водоохлаждаемые металлические формы. При добавлении никеля необходимо учитывать, что никель снижает теплопроводность сплава, уменьшая теплоотдачу вкладыша. [c.544]

    Серебристо-белый, блестящий, сравнительно мягкий металл получается, например, при электролизе расплава ВеС . Не взаимодействует с воздухом и водой даже при температуре красного каления. Используется в сплавах с медью и никелем и придает им прекрасную электро- и теплопроводность. Сплавы с медью применяются для изготовления неискрящего электроинструмента. [c.32]

    Интересно отметить, что камера сгорания выполнена с двухоболочечной рубашкой охлаждения, как и ЖРД

Таблица таблицы удельной теплоемкости металлов | Инженеры Edge

Связанные ресурсы: материалы

Таблица удельной теплоемкости металлов

Инженерные материалы

Таблица удельной теплоемкости металлов

Удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии на единицу массы, необходимой для повышения температуры на один градус Цельсия. Связь между тепла и изменением температуры обычно выражается в форме, показанной ниже, где c — удельная теплоемкость .

Преобразование удельной теплоемкости:

1 БТЕ / (фунт-° F) = 4186,8 Дж / (кг-° K)
1 Британская тепловая единица / (фунт-° F) = 4,1868 Дж / (г-° C)
1 британских тепловых единиц / (фунт- ° F) = 1,8 британских тепловых единиц / (фунт- ° C)

Таблица удельной теплоемкости металлов

Металл

Британских тепловых единиц / (фунт-° F)

Дж / (кг-К)

Дж / (г- ° C)

БТЕ / (фунт- ° C)

AlBeMet

0.36

1507.248

1,507248

0,648

Алюминий

0,220

921.096

0,
6

0.396

Сурьма

0,050

209,34

0,20934

0,09

Барий

0,048

200.9664

0.2009664

0,0864

Бериллий

0,436

1825.4448

1,8254448

0,7848

висмут

0.030

125.604

0,125604

0,054

Латунь (желтый)

0,096

401.9328

0,4019328

0.1728

Кадмий

0,055

230.274

0,230274

0,099

Кальций

0,150

628.02

0,62802

0,27

Углеродистая сталь

0,120

502.416

0,502416

0,216

Чугун

0.110

460,548

0,460548

0,198

Цезий

0,057

238.6476

0,2386476

0.1026

Хром

0,110

460,548

0,460548

0,198

Кобальт

0,100

418.68

0,41868

0,18

Медь

0,090

376,812

0,376812

0,162

Галлий

0.088

368,4384

0,3684384

0,1584

Германий

0,076

318.1968

0,3181968

0.1368

Золото

0,030

125.604

0,125604

0,054

Гафний

0,033

138.1644

0,1381644

0,0594

Инколой 800

0,130

544,284

0,544284

0,234

Инколой 600

0.126

527,5368

0,5275368

0,2268

Индий

0,057

238.6476

0,2386476

0.1026

Иридий

0,310

1297.908

1,297908

0,558

Утюг

0,110

460.548

0,460548

0,198

лантан

0,047

196.7796

0,1967796

0,0846

Свинец

0.030

125.604

0,125604

0,054

Свинец жидкий

0,037

154.9116

0,1549116

0.0666

Литий

0,850

3558,78

3,55878

1,53

Лютеций

0,036

150.7248

0,1507248

0,0648

Магний

0,250

1046,7

1.0467

0,45

Марганец

0.114

477.2952

0,4772952

0,2052

Меркурий

0,030

125.604

0,125604

0.054

молибден

0,066

277.16616

0,27716616

0,11916

Монель 400

0,110

460.548

0,460548

0,198

Никель

0,120

502.416

0,502416

0,216

Нихром (80% NI — 20% Cr)

0.110

460,548

0,460548

0,198

Ниобий (колумбий)

0,064

267.9552

0,2679552

0.1152

Осмий

0,031

129.7908

0,1297908

0,0558

Палладий

0,057

238.6476

0,2386476

0,1026

Платина

0,030

125.604

0,125604

0,054

Плутоний

0.032

133.9776

0,1339776

0,0576

Калий

0,180

753,624

0,753624

0.324

Рений

0,033

138.1644

0,1381644

0,0594

Родий

0,058

242.8344

0,2428344

0,1044

Рубидий

0,086

360,0648

0,3600648

0,1548

Рутений

0.057

238.6476

0,2386476

0,1026

Скандий

0,140

586.152

0,586152

0.252

Селен

0,077

322.3836

0,3223836

0,1386

Кремний

0,170

711.756

0,711756

0,306

Серебро

0,057

238.6476

0,2386476

0,1026

Натрий

0.290

1214.172

1,214172

0,522

Припой (50% Pb-50% Sn)

0,051

213,5268

0,2135268

0.0918

Сталь мягкая

0,122

510.7896

0,5107896

0,2196

Сталь, нержавеющая 304

0.120

502.416

0,502416

0,216

Сталь, нержавеющая 430

0,110

460,548

0,460548

0.198

Стронций

0,072

301.4496

0,3014496

0,1296

Тантал

0,033

138.1644

0,1381644

0,0594

Таллий

0,030

125.604

0,125604

0,054

торий

0.030

125.604

0,125604

0,054

Олово (жидкость)

0,050

209,34

0,20934

0.09

Олово (цельное)

0,052

217.7136

0,2177136

0,0936

Титан 99%

0,130

544.284

0,544284

0,234

Вольфрам

0,032

133.9776

0,1339776

0,0576

Уран

0.028

117.2304

0,1172304

0,0504

Ванадий

0,116

485.6688

0,4856688

0.2088

Иттрий

0,072

301.4496

0,3014496

0,1296

цинк

0,090

376.812

0,376812

0,162

Цирконий

0,060

251.208

0,251208

0,108

Кованое железо

0.120

502.416

0,502416

0,216

Связанный:

Эффективность рассеивания энергии комбинированного стального пластинчатого демпфера с низким пределом текучести на основе оптимизации топологии и его применения в структурном контроле

С учетом таких недостатков, как более высокий предел текучести и неадекватная регулировка, комбинированный стальной пластинчатый демпфер с низким пределом текучести с низким пределом текучести предлагаются точечные стальные пластины и обычные стальные пластины.Предлагаются три типа комбинированных пластинчатых демпферов с новыми полыми формами, причем особые формы включают внутреннюю полость, граничную полость и полость эллипса. «Максимальная жесткость» и «состояние полного напряжения» используются в качестве целей оптимизации, а оптимизация топологии различных полых форм с помощью альтернативного метода оптимизации предназначена для получения оптимальной формы. Различные комбинированные демпферы из стальных пластин рассчитаны с помощью моделирования методом конечных элементов, результаты показывают, что начальная жесткость демпфера с оптимизацией границ и оптимизацией по внутренней части больше, кривые гистерезиса полные и нет концентрации напряжений.Эти два типа оптимизационных моделей, выполненные с использованием различных соотношений материалов, изучаются посредством численного моделирования, и проверяется возможность регулирования предела текучести этих комбинированных демпферов. Проанализированы нелинейные динамические характеристики, сейсмостойкость и демпфирующий эффект стальных каркасных конструкций с различными комбинированными амортизаторами. Результаты показывают, что демпфер с оптимизированными границами имеет лучшую способность рассеивать энергию и подходит для инженерного применения.

1. Введение

Чтобы противостоять динамическому воздействию сильных землетрясений и ураганов, строительные конструкции должны обладать достаточной мощностью для рассеивания энергии и предотвращения серьезных повреждений.Сейсмические характеристики традиционных зданий улучшаются за счет улучшения механических параметров, таких как прочность, жесткость и пластичность; то есть структура может резервировать и рассеивать входящую энергию за счет собственного сопротивления. Следовательно, конструкция, спроектированная обычными методами, не имеет возможности саморегулирования, что может привести к неприемлемым повреждениям и даже обрушению во время землетрясений, а требования безопасности трудно выполнить. Следовательно, традиционные методы сейсмического проектирования должны быть улучшены за счет внедрения новой технологии рассеивания энергии.Структурный контроль обеспечивает безопасный и эффективный способ повышения сейсмостойкости конструкций. Структурный сейсмический контроль заключается в изменении или корректировке динамических характеристик или динамического воздействия путем установки устройств (таких как сейсмоизолирующий подшипник), некоторых механизмов (таких как скобы и соединения для рассеивания энергии, жидкостный вязкий демпфер и металлический демпфер), некоторых субструктур (например, как настроенный массовый демпфер) или внешняя сила (например, внешняя энергия) в определенной части конструкции. При небольшом землетрясении и ветре сама конструкция имеет достаточное поперечное сопротивление, чтобы соответствовать эксплуатационным требованиям, и конструкция находится в упругом состоянии.При сильном землетрясении и сильном ветре поперечная деформация конструкции будет постоянно увеличиваться, и устройства рассеивания энергии сначала переходят в неупругое состояние, обеспечивают достаточное демпфирование, рассеивают энергию вибрации и быстро ослабляют вибрационные отклики основной конструкции корпуса, так что как уменьшить степень повреждения. Реализация структурного сейсмического контроля в основном зависит от применения простых и эффективных демпферов и устройств для рассеивания энергии. В последние годы в практической инженерии разработано и используется большое количество демпферов, таких как демпфер из мягкой стали, фрикционный демпфер, демпфер для вязкой жидкости и интеллектуальный демпфер, и эффект демпфирования очень очевиден.

Металлический демпфер с низким пределом текучести — это своего рода пассивное устройство для рассеивания энергии, которое имеет широкий спектр применения, и его преимущества включают простую конструкцию, стабильные гистерезисные характеристики, низкую стоимость и явный механизм. Благодаря использованию пластической гистерезисной деформации различных форм металлов для рассеивания энергии металлический демпфер с низким пределом текучести имеет превосходные гистерезисные характеристики во время пластической стадии и поглощает большое количество энергии в процессе упруго-пластического гистерезиса.Таким образом, он используется в качестве демпферов рассеяния энергии в различных типах гражданского строительства [1]. Поскольку Kelly et al. [2] выдвинули концепцию рассеивания энергии с помощью металлических устройств рассеивания энергии и провели соответствующее экспериментальное исследование в 1972 г., многие теоретические и экспериментальные исследования металлических демпферов выполнены. Изучаются различные формы металлических демпферов с низким пределом текучести, такие как U-образный стальной пластинчатый демпфер, конический стальной демпфер, стальной демпфер податливого сдвига и осевой демпфер текучести.Компания Kajima предложила сотовый металлический демпфер текучести, который можно устанавливать в стены или балки. Whittaker et al. [3] и Tsai et al. [4] Впервые предложены смещенные изгибающие демпферы с формой X и треугольником. Tirca et al. [5] предложили тип стального демпфера, который вызывает только плоскостную деформацию, и была проанализирована соответствующая высотная конструкция с такими демпферами, и было подтверждено, что демпферы обладают отличной способностью рассеивать энергию. Чжоу и Лю [6, 7] разработали несколько новых металлических устройств для рассеивания энергии, таких как демпфер с круглым кольцом и демпфер из мягкой стали с двойным кольцом.Zhang et al. [8] представили демпфер из мягкой стали с ромбовидной полостью в плоскости, и этот тип демпфера имеет преимущества большой пластической деформации и полной кривой гистерезиса, но его начальная жесткость мала, а общее количество стали велико. Чтобы улучшить первоначальную жесткость амортизаторов, Mito et al. [9] предложили демпфер из сдвиговой панели прямоугольной формы, но плоское напряжение четырех углов на пластине может преждевременно сконцентрироваться, а способность рассеивания энергии недостаточна, и G.Ли и Х. Ли [10] предложили амортизаторы из мягкой стали с одним круглым отверстием и двойной X-образной формой. Начальная жесткость этих амортизаторов относительно велика, а гистерезисная кривая полная, но все же есть некоторые недостатки, такие как очевидная концентрация напряжений, ограниченная площадь текучести и низкий коэффициент использования.

Хотя исследования и применение технологии рассеивания энергии стальных демпферов с низким пределом текучести достигли большого прогресса, остается еще много проблем, которые необходимо изучить и решить: () существующие стальные демпферы с низким пределом текучести обычно представляют собой сборные конструкции, которые являются не удобен для установки и регулировки, а стоимость обслуживания высока.() Демпфирующие характеристики амортизаторов не могут быть полностью реализованы при малых и средних землетрясениях, а работают только при сильных землетрясениях и ураганах из-за высокого предела текучести; Таким образом, демпферы со сверхнизким пределом текучести крайне необходимы, особенно при низком и среднем уровне вибрации. Чтобы максимизировать эффект рассеивания энергии, амортизатор должен обладать как большой начальной жесткостью, так и хорошей способностью рассеивать энергию деформации после текучести. () Регулируемость текущих демпферов недостаточна, и необходимо расширить исследования по сейсмическому усилению и ремонту существующих строительных конструкций с комбинированными стальными демпферами с низким пределом текучести.() Упругая функция и возможность замены стального демпфера с низким пределом текучести недостаточны, и необходимо разработать новый тип демпфера, чтобы удовлетворить требованиям сейсмоустойчивой конструкции. Поэтому важно разработать новые демпферы с низкой стоимостью и низким пределом текучести. В связи с этим в данном исследовании представлен комбинированный стальной пластинчатый демпфер с низким пределом текучести, предел текучести низкий, и его можно регулировать в соответствии с техническими требованиями. В то же время, «максимальная жесткость» и «состояние полного напряжения» используются в качестве целей оптимизации для достижения оптимизации топологии формы демпфера, чтобы демпфер имел идеальную деформационную способность и способность рассеивать энергию.Во время землетрясения материалы с низкой текучестью сначала деформируются и достигают стадии текучести, чтобы полностью рассеять энергию, а в исходной основной конструкции не происходит серьезной пластической деформации, поэтому общие сейсмические характеристики и безопасность гарантируются. После основного землетрясения комбинированный стальной лист с материалом с низким пределом текучести можно быстро заменить, чтобы восстановить глобальные сейсмические характеристики, благодаря чему основные элементы и каркасная конструкция обладают способностью противостоять афтершокам.

2.Состав и характеристики композитного демпфера из стали с низким пределом текучести
2.1. Испытание свойств материала для стали с низким пределом текучести

Материал демпфера с низким пределом текучести отличается от обычной стали в традиционных стальных конструкциях, его предел текучести низкий, пластическая деформация может происходить при небольшой деформации, он обладает достаточной пластичностью и несущей способностью , а также превосходные характеристики малоцикловой усталости. Следовательно, одной из ключевых технологий производства стальных амортизаторов с низким пределом текучести является выбор металла с более низким пределом текучести и большей растяжимостью.Для обычного металла с низким пределом текучести, включая низкоуглеродистую сталь или сталь с низким пределом текучести, свинец, алюминий и цинк-алюминиевый сплав, общими характеристиками этих материалов являются высокая способность к пластической деформации, превосходные свойства малоцикловой усталости и гистерезисные характеристики стабильны и могут быть переработаны. В настоящее время существует множество теоретических исследований по поглощению ударов металла с низким пределом текучести, но исследования стального изделия, которое имеет высокую стабильность и безопасность и одновременно отвечает требованиям инженерных приложений, все еще редко [11].

В данном исследовании в качестве материала для рассеивания энергии выбрана новая разработанная сталь LY160 с низким пределом текучести (предел текучести около 160 МПа), производимая в Китае, и выполнено соответствующее экспериментальное исследование. Для достижения низкого предела текучести исходный материал LY160 в основном состоит из состава промышленного чистого железа, и небольшое количество Ti и Al добавлено для удержания атомов углерода и азота, чтобы уменьшить препятствие дислокации. движение.Кроме того, технология прокатки приспособлена для реализации движения по росту зерна и получения единой ферритной организации. Наконец, специальная сталь обладает превосходной пластичностью, низким пределом текучести и хорошими характеристиками малоцикловой усталости. Для получения и сравнения рабочих характеристик различных стальных материалов было проведено сравнительное исследование стали Q345 (предел текучести около 345 МПа), стали Q235 (предел текучести около 235 МПа) и стали LY160 (предел текучести около 160 МПа). ) осуществляется.Образцы представляют собой листовые компоненты, работающие на растяжение, и они обрабатываются в соответствии с соответствующими положениями руководящих принципов [12]. Диаграмма размеров образцов показана на рисунке 1.


Были изготовлены три образца из каждого вида материала, и разные типы образцов показаны на рисунке 2. Испытание образцов на квазистатическое растяжение проводится при испытании на нормальное растяжение Машина, как показано на рисунке 3. Продольный экстензометр помещается на образцы для измерения продольной деформации, и скорость растяжения составляет 3 мм / мин.Результаты экспериментов показаны на Рисунке 4 и в Таблице 1. Очевидно, что сталь с низким пределом текучести имеет ожидаемый предел текучести и сверхпластичность. Из сравнения между пределом текучести и номинальным пределом текучести в Таблице 1 можно увидеть, что предел текучести LY160 относительно стабилен, а разница между пределом текучести и номинальным значением составляет около 2%. Таким образом, сталь LY160 имеет идеальный низкий предел текучести, отличную пластичность и стойкость к рассеиванию энергии, поэтому ее можно использовать в качестве материала демпфера с низким пределом текучести.




2.2. Состав комбинированного стального пластинчатого демпфера с низким пределом текучести

Ввиду ограничения предела текучести традиционного металлического демпфера предлагается новый тип комбинированного стального пластинчатого демпфера с низким пределом текучести.Этот демпфер включает в себя верхнюю и нижнюю горизонтальные соединительные стальные пластины, соединенные с конструкцией, и металлические пластины, полые части которых расположены между верхней и нижней горизонтальной соединительной пластиной. Металлические пластины состоят из стального листа с низким пределом текучести (например, Q160) и обычного стального листа (например, Q345) с различным комбинированным соотношением, а толщина такая же, поэтому эквивалентный предел текучести ниже и его можно регулировать или контролировать. . Между неподвижными соединениями попеременно располагаются два типа металлических пластин, которые соединяются высокопрочными болтами, а конкретная деталь конструкции показана на рисунке 5.Количество, размер и полая форма металлических пластин для рассеивания энергии должны определяться на основе ожидаемого предела текучести и фиксированного эффекта между металлическими пластинами, чтобы обеспечить адекватную деформационную способность.


Комбинированный демпфер из стальных пластин с низким пределом текучести может быть установлен в балки конструкции или стены заполнения с помощью распорок. Во время землетрясений демпфер сначала переходит в пластичное состояние, чтобы рассеять энергию землетрясения и обеспечить безопасность основной конструкции.

По сравнению с другими стальными амортизаторами сдвига, преимущества этого нового амортизатора заключаются в следующем: () стальные пластины, рассеивающие энергию, с разным пределом текучести собраны, поэтому предел текучести этого амортизатора ниже, и комбинированные стали могут полностью работают при небольших и умеренных землетрясениях, гистерезисное поведение удовлетворительное. () По сравнению с демпфером, изготовленным только из стали Q160, комбинированный демпфер имеет лучшую управляемость, лучшие характеристики демпфирования и эффект рассеивания энергии могут быть получены путем регулирования соотношения толщин двух типов стальных пластин, и его удобно устанавливать и обновлять. , и поддерживать.() Конструкция этого демпфера проста и недорогие материалы, поэтому имеет широкую перспективу применения.

3. Оптимизация двойной топологии демпфера
3.1. Оптимизация формы Конструкция демпфера

Обычный демпфер из стальных пластин с низким пределом текучести состоит из прямоугольных стальных пластин или местных полых стальных пластин. Прямоугольные стальные пластины обычно просто деформируются на ограниченной площади центральной части, поэтому коэффициент использования материала низкий, а общая деформация мала.Локальная полая пластина может деформироваться в каждой точке одинаковой толщины в направлении продольной стороны, что значительно улучшит способность рассеивать энергию и способность к деформации [13]. Кроме того, некоторые пластинчатые демпферы с низким пределом текучести противостоят внешним силам в виде нестандартной формы, а рассеяние энергии реализуется за счет очевидной пластической деформации после того, как пластины поддаются изгибу. Однако начальная жесткость и грузоподъемность демпфера невелики.Если стальные пластины рассеивают энергию за счет деформации сдвига в плоскости, демпфер будет иметь большую начальную жесткость, но может произойти повреждение из-за концентрации напряжений или местного коробления. Следовательно, деформационная способность и способность демпфера к рассеиванию энергии могут не соответствовать ожидаемым требованиям, если нет оптимизации для полой формы стальных пластин.

Принимая во внимание вышеуказанные проблемы, Deng et al. [14] использовали анализ методом конечных элементов для моделирования традиционного стального пластинчатого демпфера сдвигового типа и получили оптимальные формы пластин различных размеров, как показано на рисунке 6 (а).После оптимизации формы значительно улучшается низкоцикловая усталостная способность стального пластинчатого демпфера сдвигового типа, но улучшение рассеивающей способности не является очевидным. Ван и Ан [15] представили новый демпфер из стальных пластин, как показано на Рисунке 6 (b). Начальная жесткость и предел текучести больше, распределение напряжений равномерное, и при циклическом нагружении не возникает явной концентрации напряжений, но это легко проявляется как выпучивание вне плоскости. G. Li и H. Li [10] представили двойной стальной демпфер X-типа путем изменения геометрии стальных пластин, как показано на рисунке 6 (c).В пластинах будет наблюдаться многоточечная текучесть, и может быть достигнут лучший эффект рассеивания энергии, но концентрация напряжений очевидна, а площадь текучести мала; коэффициент использования стали недостаточно высок.

Основная причина нехватки вышеупомянутых демпферов из стального листа заключается в том, что определение полых форм в основном зависит от инженерного опыта, но явные цели оптимизации и твердое теоретическое обоснование недостаточно изучены, поэтому соответствующие полые формы не являются оптимальными .Следовательно, необходимо провести всестороннюю оптимизацию для внешней формы и полой формы под руководством теории оптимизации топологии.

Оптимизация структурной топологии в основном относится к оптимизации структурной формы, также известной как оптимизация формы. Цель оптимизации топологии — найти оптимальную схему распределения материалов в конструкции в заданной области проектирования, условиях ограничений и нагрузке. В традиционном методе оптимизации топологии метод критерия оптимизации обычно используется в качестве основного метода решения, а «максимальная жесткость» выбирается в качестве цели оптимизации для получения максимальной жесткости при заданном ограничении объема.Однако только структурный упругий анализ может быть выполнен в процессе оптимизации для «максимальной жесткости», а напряженное состояние материала не полностью учитывается, поэтому распределение напряжений не является равномерным даже в оптимальном решении. Следовательно, фактическая мощность рассеивания энергии демпферной схемы, полученная с помощью вышеупомянутого метода оптимизации топологии, может быть не оптимальной, и важно реализовать комплексную оптимизацию путем объединения других целей оптимизации [16-21].

Как своего рода базовый метод оптимизации конструкции, расчет с полным напряжением широко применяется и используется в анализе оптимизации конструкции. Напряжение большинства частей материала может достигать допустимого значения при заданной нагрузке с помощью метода расчета полного напряжения, поэтому материал используется полностью, а состояние полного напряжения может использоваться в качестве цели оптимизации при проектировании оптимизации топологии конструкции. Метод расчета полного напряжения может решить проблему упругопластического анализа, но недостатком является то, что он обычно применяется для оптимального расчета статически определенной конструкции под статической нагрузкой, поэтому он также не является идеальным методом [22–24].В заключение, если «максимальная жесткость» и «состояние полного напряжения» используются в качестве целей оптимизации, после ряда итераций и модификаций характеристики материала могут быть полностью использованы при условии большой жесткости и оптимального баланса жесткость и полное напряжение могут быть достигнуты, так что может быть получена более полная схема оптимизации. Таким образом, метод оптимизации топологии, основанный на полном напряжении, предлагается и применяется к оптимизации формы стального листа, чтобы обеспечить демпфер из стального листа с низким пределом текучести, который имеет оптимальные гистерезисные свойства и способность рассеивать энергию.

Для программного обеспечения общей оптимизации топологии «максимальная жесткость» и «состояние полного напряжения» могут использоваться в качестве цели оптимизации поочередно, и получаются результаты двойной оптимизации для заданного коэффициента уменьшения объема, а затем результаты оптимизации разного объема. темпы снижения сравниваются для определения окончательной схемы оптимизации. Конкретный процесс оптимизации показан на рисунке 7.


3.2. Модель оптимизации и результаты

В данном исследовании оптимизация формы комбинированного стального листа с низким пределом текучести выполняется в соответствии с расчетным потоком оптимизации топологии формы и философией оптимизации на основе полного напряжения.На основе предложения модели с двойной X

Периодическая таблица: металлы, неметаллы и металлоиды

  1. Образование
  2. Наука
  3. Химия
  4. Периодическая таблица: металлы, неметаллы и металлоиды

Использование периодической таблицы , вы можете классифицировать элементы разными способами. Один из полезных способов — металлы, неметаллы и металлоиды. Таблица Менделеева разделена на семьи и периоды.

Металлы

В периодической таблице вы можете увидеть ступенчатую линию, начинающуюся с бора (B), атомный номер 5, и идущую вниз до полония (Po), атомный номер 84.За исключением германия (Ge) и сурьмы (Sb), все элементы слева от этой строки могут быть отнесены к металлам .

Эти металлы обладают свойствами, которые обычно ассоциируются с металлами, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни:

  • Они твердые (за исключением ртути, Hg, жидкость).

  • Они блестящие, хорошо проводят электричество и тепло.

  • Это d uctile (их можно протянуть тонкими проволоками).

  • Они ковкие, (легко раскалываются в очень тонкие листы).

Все эти металлы легко теряют электроны. На следующем рисунке показаны металлы.

Металлы в периодической таблице.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть эту таблицу.

Неметаллы

За исключением элементов, граничащих со ступенчатой ​​линией, элементы справа от линии классифицируются как неметаллы (вместе с водородом).Неметаллы обладают свойствами, противоположными свойствам металлов.

Неметаллы — хрупкие, не податливые и не пластичные, плохо проводят тепло и электричество и имеют тенденцию приобретать электроны в химических реакциях. Некоторые неметаллы — жидкости. Эти элементы показаны на следующем рисунке.

Неметаллы в периодической таблице.

Металлоиды

Элементы, граничащие со ступенчатой ​​линией, классифицируются как металлоиды . Металлоиды, или полуметаллы , обладают свойствами, которые напоминают нечто среднее между металлами и неметаллами.

Металлоиды, как правило, экономически важны из-за их уникальных свойств проводимости (они лишь частично проводят электричество), что делает их ценными для производства полупроводников и компьютерных микросхем. Металлоиды показаны на следующем рисунке.

Металлоиды в периодической таблице.

Металлы, металлоиды и неметаллы Справка | Руководство по изучению периодической таблицы

Металлы, металлоиды и неметаллы

Металлы, металлоиды и неметаллы, Oh My!

Трудно поверить, но мы уже прошли через огромный кусок таблицы Менделеева.До сих пор это было довольно просто: изучить столбец здесь, узнать о столбце там, где элементы того же столбца имеют схожие свойства. Наша следующая остановка в этом развлекательном поезде химии — p-блок. В этом разделе деление элементов на столбцы уже так 2000 и поздно. Вместо этого p-блок разделяется на металлы, металлоиды и неметаллы.


Металлы, металлоиды и неметаллы.

Вы когда-нибудь задумывались, что это за жирная зигзагообразная линия в правой части таблицы Менделеева? Кажется неуместным.Думайте об этом как о нулевом меридиане периодической таблицы. Он отделяет металлы в левой половине таблицы от неметаллов в правой части таблицы. Конечно, на зигзаге есть неприятные элементы, которые не подходят ни к одной из категорий. Эти элементы называют металлоидами.

Элементами, получившими честь называться металлоидами, являются бор (B), кремний (Si), германий (Ge), мышьяк (As), сурьма (Sb), теллур (Te) и полоний (Po). Эти элементы обладают некоторыми свойствами, которые делают их похожими на металл, и другими свойствами, которые делают их неметаллическими.По этой причине эти элементы типа Франкенштейна также называют полуметаллами или полупроводниками.

Значения электроотрицательности и энергии ионизации металлоидов находятся между значениями металлов и неметаллов. По этой причине они обладают некоторыми характеристиками металлов и некоторыми характеристиками неметаллов. Возьмем, к примеру, кремний (Si). Он блестящий и серебристый, как обычный металл, но он хрупкий и плохо проводит электричество. Это так запутано.


Кремний: блестящий и серебристый, но не металл.Это металлоид.

Хорошо, а как насчет реактивности? Металлоиды реагируют так же, как их металлические соседи или их неметаллические соседи? По правде говоря, это зависит от элемента, с которым они реагируют. Бор, например, реагирует как металл при взаимодействии с фтором, но реагирует как неметалл при взаимодействии с натрием.


Бор, металлоид, становится зеленым при помещении в огонь.

Металлоиды играют важную роль в нашей повседневной жизни. Электричество и тепло могут проходить через металлоиды, но не так легко, как в настоящих металлах.Вот почему металлоиды часто называют полупроводниками , особенно германий и кремний. Сможете угадать, что является основным компонентом современной электроники, телефонов, компьютеров и радиоприемников? Правильно, полупроводники. Подробнее об этих модных штанах мы поговорим позже.


Металлоиды (или полупроводники) — важные компоненты электронных устройств.

Металлоиды имеют и другое применение. Например, сурьма используется в сплавах, таких как олово, и в качестве антипирена в пластмассах.Бор используется в качестве связующего вещества в магнитах и ​​других химических веществах. Связующий агент? Это способ сказать, что бор помогает вещам держаться вместе.


Бор используется в качестве связующего в оловянной посуде.

Ну хватит уже о металлоидах — давайте продолжим и обсудим их ближайших соседей, металлы. Вот так. Переходные металлы — не единственные металлы на столе. У p-блока есть собственный набор металлов, расположенный слева от металлоидов. Этими металлами являются алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In), олово (Sn), таллий (Tl), свинец (Pb) и висмут (Bi).

Эти металлы — твердые, блестящие и хорошие проводники электричества и тепла — все свойства, которые мы обычно связываем с металлами. Они также являются пластичными и пластичными , что означает, что их можно втянуть в тонкую проволоку и забить в тонкие листы. Как и их аналоги из переходных металлов, эти элементы имеют тенденцию довольно легко терять (и, следовательно, проводить) электроны.

Алюминий — один из этих металлов. Все мы знакомы с хорошим оле А1 (Z = 13). Алюминиевая фольга? Он серебристо-белого цвета и очень светоотражающий.Алюминий используется для строительства самолетов и зданий, поскольку он хорошо сочетается с другими элементами, что делает его очень прочными и долговечными материалами. Он также довольно нетоксичен, поэтому мы можем завернуть в него наши буррито и вилки, чтобы не заболеть. Мы по-прежнему не рекомендуем есть алюминий. В достаточно высоких дозах он может убить вас.

Нужна перерыв в учебе? Кошки тоже любят алюминиевую фольгу. Проверить это. Это тоже.

Другой металл p-блока — свинец (Pb, Z = 82). Его химический символ происходит от латинского слова plumbum , , что означает водопровод.Кажется ужасно случайным, но Pb веками использовался для изготовления водопроводных труб. Даже древние римляне использовали этот мягкий, податливый и устойчивый к коррозии металл в своих сантехнических системах. К сожалению, свинец может накапливаться в организме человека и вызывать серьезные проблемы со здоровьем. Просто спросите Безумного Шляпника.

Справа от металлической лестницы находится совершенно новый бренд элементов… неметаллы . Пока мы будем обсуждать только углерод (C), азот (N), кислород (O), фосфор (P), серу (S) и селен (Se).Последние две строки периодической таблицы, галогены и благородные газы , тоже неметаллы, но мы рассмотрим их в следующих двух разделах.

Свойства неметаллов противоположны свойствам металлов. Неметаллы любят электронов, особенно те, которые у них уже есть, а это значит, что они имеют высокую энергию ионизации и высокую электроотрицательность. Их большое сродство к электрону означает, что у них есть способность легко получать электроны.Вы можете называть их электронными свиньями.


Неметаллы обладают высоким сродством к электрону. Они электронные свиньи.

В отличие от металлов неметаллы плохо проводят тепло и электричество. Они хрупкие и обычно тусклые. Они кажутся скучными, но на самом деле самые крутые.
Углерод (C, Z = 6) — один из наименее утомительных элементов в таблице Менделеева. Это шестой по распространенности элемент на Земле и основа органической химии; он встречается у всех живых организмов. 11 Вы когда-нибудь задумывались, что общего между вами и слизняком? Углерод.

Элементарный углерод может существовать как одно из самых твердых веществ на Земле (алмазы), а также как одно из самых мягких веществ на Земле (графит). Человечеству известно миллионы видов использования углерода: карандаши, лубриканты, средства для удаления запаха, радиоуглеродное датирование… список можно продолжить.

Важным неметаллом, с которым мы все знакомы, является кислород (O, Z = 8). Кислород является третьим по численности элементом во Вселенной и составляет 21% атмосферы Земли. 11 Это бесцветный газ без запаха и вкуса, но он необходим для жизни человека. В твердой и жидкой фазах кислород бледно-голубой, сильно парамагнитный (в основном, магнитный …) и взрывоопасный. Кто знал, что кислород настолько опасен?

Последний неметалл, о котором мы будем говорить, — это сера (S, Z = 16). Это бледно-желтое, хрупкое твердое вещество без запаха. Однако некоторые из образуемых им комплексов, такие как газообразный H 2 S, обладают сильным запахом. Если вы когда-нибудь почувствуете запах H 2 S, не делайте этого.Пахнет тухлыми яйцами.

Brain Snack

Любите веселые интернет-видео? Вы тоже любите элементы? Если вы ответили утвердительно на оба эти вопроса, посетите этот веб-сайт. Он содержит забавные и информационные видеоролики о каждом элементе. Если вы ответили «нет» на один из этих вопросов, все равно ответьте на них. Обещаем, что вы не пожалеете, что посмотрели их.

2.11 Металлы, неметаллы и металлоиды

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Металлы
    1. Физические свойства металлов
    2. Химические свойства металлов
  2. Неметаллы
    1. Физические свойства неметаллов:
    2. Химические свойства неметаллов
  3. Металлоиды
    1. Физические свойства металлоидов
    2. Металлоиды
  4. Тенденции в металлическом и неметаллическом характере
  5. Авторы и ссылки

Цели обучения

  • Чтобы понять основные свойства, отделяющие металлы от нементалов и металлоидов

Элемент — это простейшая форма материи, которую невозможно разделить на более простые вещества или построить из более простых веществ обычными химическими или физическими методами.Нам известно 110 элементов, из которых 92 встречаются в природе, а остальные были приготовлены искусственно. Элементы далее подразделяются на металлы, неметаллы и металлоиды.


Класс прочности Номер образца Предел текучести (МПа) Напряжение при растяжении (МПа) Удлинение (%) Разница между пределом текучести и номинальным значением (%)

Q345 Номер 1 387,2 496,6 22,2 12,2
Номер 2 383.3 485,5 24,4 11,1
Номер 3 385,5 492,6 23,5 11,7
Среднее значение 385,3 491,6 23,4 11,7 44 900
Q235 Номер 1 279,2 435,5 30,4 18,8
Номер 2 276,5 433.0 26,3 17,7
Номер 3 273,6 434,5 25,4 16,4
Среднее значение 276,4 434,3 27,4 17,6

LY160 Номер 1 160,2 262,2 30,9 0,0
Номер 2 165,1 266,1 33.4 3,2
Число 3 164,5 260,4 30,6 2,8
Среднее значение 163,3 262,9 31,6 2,0

Таблица 2.11.1: Характеристические свойства металлических и неметаллических элементов:

Металлические элементы

Неметаллические элементы

Отличительный блеск (блеск)

Цветной, разные цвета

Податливый и пластичный (гибкий) в твердом состоянии

Хрупкие, твердые или мягкие

Проводить тепло и электричество

Плохие проводники

Оксиды металлов основные, ионные

Неметаллические оксиды кислые, соединения

Катионы в водном растворе

Анионы, оксианионы в водном растворе

Металлы

Все элементы, кроме водорода, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, называются металлами.Таким образом, металлы являются электроположительными элементами. Они отличаются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. В нормальных условиях металлы являются твердыми телами, за исключением ртути.

Физические свойства металлов

Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество. Другие свойства включают:

  • Состояние : Металлы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре (в жаркие дни галлий находится в жидком состоянии).
  • Блеск : Металлы обладают свойством отражать свет от своей поверхности и могут быть отполированы, например, золотом, серебром и медью.
  • Ковкость: Металлы обладают способностью противостоять ударам молотком и могут быть превращены в тонкие листы, известные как фольга (кусок золота в виде кубика сахара можно растолочь в тонкий лист, которым будет покрываться футбольное поле).
  • Пластичность: Металлы можно втянуть в проволоку. Из 100 граммов серебра можно сделать тонкую проволоку длиной около 200 метров.
  • Твердость: Все металлы твердые, кроме натрия и калия, которые мягкие и поддаются резке ножом.
  • Валентность: Металлы имеют от 1 до 3 электронов на внешней оболочке их атомов.
  • Проводимость : Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть свободные электроны. Серебро и медь — два лучших проводника тепла и электричества. Свинец — самый плохой проводник тепла. Висмут, ртуть и железо также являются плохими проводниками
  • Плотность : Металлы имеют высокую плотность и очень тяжелые.Иридий и осмий имеют самую высокую плотность, а литий — самую низкую.
  • Точки плавления и кипения : Металлы имеют высокие температуры плавления и кипения. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления, тогда как серебро имеет низкую температуру кипения. Натрий и калий имеют низкие температуры плавления.

Химические свойства металлов

Металлы — это электроположительные элементы, которые обычно образуют основные или амфотерные оксиды с кислородом. Другие химические свойства включают:

  • Электроположительный характер : Металлы, как правило, имеют низкую энергию ионизации, а обычно теряют электроны (т.е.- \]

    • Щелочные металлы всегда 1 + (теряют электрон в s подоболочке)
    • Щелочноземельные металлы всегда 2 + (теряют оба электрона в s подоболочке)
    • Ионы переходных металлов не имеют очевидной закономерности, 2 + является обычным, и 1 + и 3 + также наблюдаются
  • Соединения металлов с неметаллами имеют тенденцию быть ионными по природе
  • Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов :

Оксид металла + вода -> гидроксид металла

Na 2 O ( с ) + H 2 O ( л ) -> 2NaOH ( водн. )

CaO ( с ) + H 2 O ( л ) -> Ca (OH) 2 ( водн. )

  • Оксиды металлов проявляют свою основную химическую природу за счет взаимодействия с кислот с образованием солей и воды:

Оксид металла + кислота -> соль + вода

MgO ( с ) + HCl ( водн. ) -> MgCl 2 ( водн. ) + H 2 O ( л )

NiO ( с ) + H 2 SO 4 ( водн. ) -> NiSO 4 ( водн. ) + H 2 O ( л )

Пример

Какова химическая формула оксида алюминия?

Решение

Al имеет заряд 3+, ион оксида — O 2-, таким образом, Al 2 O 3

Пример

Вы ожидаете, что он будет твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре?

Решения

Оксиды металлов обычно твердые при комнатной температуре

Пример

Напишите вычисленное химическое уравнение реакции оксида алюминия с азотной кислотой:

Решение

Оксид металла + кислота -> соль + вода

Al 2 O 3 ( с ) + 6HNO 3 ( водн. ) -> 2Al (NO 3 ) 3 ( водн. ) + 3H 2 O ( л )

Неметаллы

Элементы, которые стремятся получить электроны с образованием анионов в ходе химических реакций, называются неметаллами.Это электроотрицательные элементы. Они не блестящие, хрупкие и плохо проводят тепло и электричество (кроме графита). Неметаллы могут быть газообразными, жидкими или твердыми.

Физические свойства неметаллов:

  • Физическое состояние : Большинство неметаллов существует в двух из трех состояний вещества при комнатной температуре: газах (кислород) и твердых телах (углерод).
  • Неэластичный и ковкий : Неметаллы очень хрупкие, их нельзя свернуть в проволоку или измельчить в листы.
  • Проводимость : Они плохо проводят тепло и электричество.
  • Блеск: Они не имеют металлического блеска и не отражают свет
  • Электропроводность : Плохие проводники тепла и электричества
  • Точки плавления и кипения : Точки плавления неметаллов на обычно на ниже, чем у металлов
  • Семь неметаллов существуют в стандартных условиях как двухатомных молекул :
    • H 2 ( г )
    • N 2 ( г )
    • O 2 ( г )
    • F 2 ( г )
    • Класс 2 ( г )
    • Br 2 ( л )
    • I 2 ( л ) (летучая жидкость — легко испаряется)

Химические свойства неметаллов

  • Неметаллы имеют тенденцию приобретать электроны или делиться ими с другими атомами.Они имеют электроотрицательный характер.
  • Неметаллы, вступая в реакцию с металлами, имеют тенденцию приобретать электроны (обычно достигают электронной конфигурации благородного газа) и становятся анионами:

Неметалл + металл -> Соль

\ [3Br_ {2 (l)} + 2Al _ {(s)} \ rightarrow 2AlBr_ {3 (s)} \]

  • Соединения, полностью состоящие из неметаллов, являются молекулярными веществами (не ионными).
  • Обычно они образуют кислотные или нейтральные оксиды с кислородом, который, растворяясь в воде, реагирует с образованием кислот:

Оксид неметалла + вода -> кислота

\ [CO_ {2 (g)} + H_2O _ {(l)} \ rightarrow \ underset {\ text {углекислота}} {H_2CO_ {3 (водн.)}} \]

(газированная вода слабокислая)

  • Оксиды неметаллов могут соединяться с основаниями с образованием солей.

Оксид неметалла + основание -> соль

\ [CO_ {2 (г)} + 2NaOH _ {(водн.)} \ Rightarrow Na_2CO_ {3 (водн.)} + H_2O _ {(l)} \]

Металлоиды

Промежуточные свойства между металлами и неметаллами. Металлоиды используются в полупроводниковой промышленности.

Металлы Неметаллы Металлоиды
Золото Кислород Кремний
Серебро Углерод Бор
Медь Водород Мышьяк
Утюг Азот Сурьма
Меркурий Сера Германий
цинк фосфор

Физические свойства металлоидов

  • Состояние : Все они твердые при комнатной температуре.
  • Проводимость : Некоторые металлоиды, такие как кремний и германий, могут действовать как электрические проводники при определенных условиях, поэтому их называют полупроводниками.
  • Блеск : Кремний , например, выглядит блестящим, но не является ковким или пластичным ( хрупкий, — характеристика некоторых неметаллов). Это гораздо более слабый проводник тепла и электричества, чем металлы.

  • Твердые растворы : они могут образовывать сплавы с другими металлами.

Химические свойства металлоидов

  • Их физические свойства, как правило, металлические, но их химические свойства, как правило, неметаллические.
  • Степень окисления элемента в этой группе может варьироваться от +3 до -2, в зависимости от группы, в которой он находится.

Тенденции в металлических и неметаллических свойствах

Металлический символ самый сильный для элементов в самой левой части периодической таблицы и имеет тенденцию к уменьшению на при движении вправо в любой период (неметаллический характер увеличивается с увеличением значений ионизации).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *