tgoop.com/interface31/4277
Last Update:
Медь или алюминий?
Каждый раз, когда речь заходит о материале для радиаторов приходится встречаться с распространенным заблуждением, что медный радиатор эффективнее алюминиевого, хотя на самом деле это далеко не так.
Чтобы понять почему, обратимся к школьному курсу физики, а именно вспомним некоторые параметры вещества, непосредственно влияющие на свойства радиаторов.
Начнем с теплопроводности, так как именно этот параметр чаше всего приводят в качестве аргумента.
Теплопроводность – это свойство вещества передавать энергию от более нагретых участков к менее нагретым. Измеряется она в Вт/(м·К), но нас сейчас будут меньше всего волновать абсолютные цифры, гораздо важнее соотношения.
Теплопроводность меди - 401 Вт/(м·К), алюминия 202-236 Вт/(м·К). Это говорит о том, что медный радиатор равномерно прогреется в два раза быстрее алюминиевого, в целом это хорошо, так как мы быстрее заберем тепло от объекта охлаждения.
Но забрать мы его забрали, дальше что? Очевидно, что радиатор нагреется. Как сильно? А вот здесь играет роль совсем другая характеристика вещества – теплоемкость.
Теплоемкость – это количество тепловой энергии, поглощаемой (выделяемой) веществом при нагреве (охлаждении) его на один градус. В нашем случае удобно пользоваться удельной теплоемкостью, которая отражает количество теплоты на градус применительно к массе тела.
Удельная теплоемкость измеряется в Дж/(кг·К) и составляет для меди 385 Дж/(кг·К), а алюминия – 897 Дж/(кг·К), т.е. теплоемкость алюминия выше в 2,3 раза чем теплоемкость меди.
О чем это говорит? О том, что медный радиатор нагреется в 2,3 раза сильнее, чем алюминиевый той же массы.
Таким образом алюминий является более эффективным материалом для отведения тепловой энергии, так как он позволяет поглощать большее количество тепловой энергии при меньшем нагреве, чем медь.
Но при этом алюминий обладает меньшей теплопроводностью, значит хуже будет справляться с задачей быстро отвести тепло от объекта охлаждения, при этом с задачей поглощения энергии он будет справляться лучше.
К этому вопросу мы уже вернемся. А пока продолжим разбираться с тем, куда же пойдет тепловая энергия, накопленная радиатором. А пойдет она в окружающую среду в процессе теплообмена более горячего радиатора и менее горячего воздуха.
Эффективность теплообмена зависит от площади излучения тепловой энергии и разности температур радиатора и окружающей среды. Таким образом из радиаторов одной и той же массы будет эффективнее тот, который имеет большую площадь излучения.
А насколько эффективнее будут отводить тепло наши материалы? Здесь снова работает теплоемкость, только в обратную сторону. При охлаждении на один градус алюминий отдаст в 2,3 раза больше энергии чем медь.
Таким образом медь будет быстро нагреваться, но медленно охлаждаться и для эффективной работы такого радиатора нам понадобится более высокая разность температур между радиатором и окружающей средой или дополнительные меры по принудительному увеличению теплообмена (обдув).
Есть еще один немаловажный аспект. Плотность меди составляет 8900 кг/м3, а плотность алюминия 2700 кг/м3, т.е. при одних и тех же физических размерах медный радиатор будет в 3,2 раза тяжелее, но в 2,3 раза менее эффективен.
В реальном мире для обеспечения эффективности радиаторов сочетают сильные стороны разных материалов, которые взаимовыгодно подчеркивают друг друга.
Медный сердечник или тепловая трубка обладают высокой теплопроводностью и позволяют быстро отводить тепло от объекта охлаждения. Их теплоемкость при этом не играет решающей роли, их задача избежать ситуации, когда объект охлаждения уже горячий, а радиатор еще холодный.
А алюминиевый радиатор позволяет, благодаря высокой теплоемкости, принять большое количество тепла и эффективно передать его во внешнюю среду.
Таким образом наиболее эффективным будет алюминиевый радиатор с тепловой трубкой, а за ним будет идти алюминиевый радиатор с медным сердечником.
BY Записки IT специалиста
Share with your friend now:
tgoop.com/interface31/4277