Как выбрать посуду? Статья для инженеров. Теплопроводность нержавеющая сталь

Как выбрать посуду? Статья для инженеров

Выбор кастрюль и сковородок может быть довольно сложной задачей. Форма посуды и рукоятки, используемые материалы, дизайн и назначение – все это факторы, влияющие на выбор. Понимание разницы в материалах, используемых для изготовления посуды, – первый шаг к ясности в вопросе, как работает посуда и что важно при ее выборе. 

Базовые принципы

Назначение посуды – это передача энергии от ее источника к продукту. Существует два основных источника: газ и электричество. В обоих случаях тепло передается не равномерно: газ распределен на отдельные маленькие язычки пламени, а электричество, как правило, поступает по спирали, оставляя места, куда тепло не поступает. Так как тепло поступает неравномерно, задача повара – компенсировать это путем кулинарных приемов или с помощью посуды.

Высококачественная посуда должна быть не только износостойкой, но и эффективной в процессе передачи энергии от источника к продукту. Существует несколько факторов, влияющих на эту способность. Два основных – это теплопроводность и теплоемкость. Все дискуссии о материалах для посуды фокусируются на этих факторах.

Теплопроводность

Теплопроводность – это способность материала абсорбировать и передавать энергию. Когда нагревательный элемент контактирует с кастрюлей, тепло передается кастрюле. Это увеличивает внутреннюю кинетическую энергию кастрюли (происходит нагревание). Нагретый предмет передает энергию соседним материалам, которые имеют более низкую температуру. Чем выше теплопроводность, тем быстрее нагревается данный предмет и тем быстрее нагретые части данного предмета передают тепло еще не затронутым частям.

Например, если мы разместим на нагревательном элементе большой лист нержавеющей стали (обладающей довольно низкой теплопроводностью, если говорить о материалах для посуды), то картина будет такой: та часть, которая расположена рядом с нагревательным элементом, нагреется, тогда как остальные области будут прогреваться довольно медленно. Когда тепло дойдет до отдаленных зон листа, его центральная часть, расположенная на источнике тепла, будет просто раскалена.

Одно из решений проблемы – сделать лист толще. Нижняя часть листа будет прогреваться неодинаково с верхней частью, так как она расположена на меньшем расстоянии от нагревательного элемента. Таким образом, энергия должна передаваться от нижних слоев к верхним, чтобы верхняя часть прогревалась более равномерно. На картинке мы видим срез стального листа и зоны нагрева. Центральная точка нагрева (белая) со временем остыла, так тепло было передано более высоким слоям стали. В итоге мы видим уже более равномерное нагревание, однако и оно не идеально.

Чем толще сталь, тем равномернее нагрев поверхности. К сожалению, низкая теплопроводность приводит к тому, что общий процесс нагревания замедляется, а также замедляется ответная реакция материала (кастрюли) на повышение или понижение температуры.

Для большинства кулинарных процессов желательно, чтобы посуда быстро нагревалась, имела равномерную температуру и реагировала на ее изменения. Материалы с высокой теплопроводностью отвечают этим запросам, так как быстро передают тепло, стремительно распространяют его по всей поверхности материала и быстро реагируют на изменения температуры.

Приводим таблицу материалов и уровень их теплопроводности:

Теплоемкость

Количество кинетической энергии, сохраняемой в материале, называется теплоемкостью. Это не то же самое, что температура, которая является средней молекулярной кинетической энергией внутри материала. Так, например, 1 кг воды при температуре 100 градусов содержит больше энергии, чем 1 кг стали при той же температуре.

В то время как теплопроводность отвечает за способность материала вбирать в себя энергию, теплоемкость – это объем энергии, способной нагреть или охладить материал. Теплоемкость пропорциональна массе материала, так, 2 кг металла имеют теплоемкость, вдвое превышающую такую же, как у 1 кг металла.

Это означает, что та посуда, которая имеет высокую теплоемкость, медленно нагревается, но долго будет держать тепло. Когда энергия выпускается, материал остывает, но значительно медленнее по сравнению с материалами с низкой теплоемкостью. Чугун – тот образчик, который часто упоминают как материал с высокой теплоемкостью. Теплоемкость1 кг чугуна меньше в несколько раз, чем у алюминия, но из-за его большого веса общая теплоемкость выше. 

Умножая теплоемкость на плотность материала, вы обнаружите, что теплоемкость единицы из нержавеющей стали, чугуна или меди в полтора раза выше, чем у алюминия.

Таким образом, потребуется алюминиевая кастрюля в полтора раза толще, чтобы получить такую же теплоемкость.

Термальная диффузия

Возможно, вы обратили внимание, что я слегка ввел ввас в заблуждение, объясняя про теплопроводность. Дело в том, что теплопроводность самостоятельно не определяет, насколько быстро нагреется кастрюля и как быстро тепло распространится на все ее части. По большому счету, теплоемкость также имеет значение в данном вопросе. Было бы здорово иметь только одну единицу измерения этого параметра, не правда ли? И такая единица есть – это термальная диффузия. Итак, посмотрим таблицу.

По данной таблице лучшими в параметре являются медь и алюминий. А теперь мы подходим к финальному понятию – реактивности.

Реактивность

Мало того, что мы должны интересоваться тепловыми свойствами материалов, но еще нужно удостовериться, что материалы, которые мы используем в нашей кухонной посуде, не вредят нам и не оказывают негативное влияние на вкус нашей еды.

Получается, нам нужен еще и нереактивный материал.

К сожалению, медь и алюминий быстро вступают в химический контакт с пищей. Попадание частиц меди в организм может привести к заболеваниям печени, желудка, почек. Каждая поваренная книга упоминает, что желток, взбитый время от времени в медной посуде не может Вам навредить, но с другой стороны, готовите Вы каждый день... А алюминий и вовсе может вызвать болезнь Альцгеймера.

Поэтому в дополнение к высокой тепловой диффузивности, мы также хотели бы нереактивный материал.

С другой стороны, у нержавеющей стали, наименее реактивного из всех популярных материалов, используемых в кухонной посуде, также худшая тепловая диффузивность.

Получается, что сегодня физика не является нам другом. Но магией продающих посуду компаний находятся решения по производству посуды с высокой термальной диффузией и при этом не реактивной. Существует несколько вариантов решения данной задачи: комбинирование меди с нереактивной поверхностью (луженая медь), стальная посуда с медным и алюминиевым диском, сплавы алюминия и стали. Таблица ниже показывает эффективность этих решений от самых успешных до наименее продуктивных.

Ранее я упоминал, что чугун обладает большой теплоемкостью по сравнению с другими материалами. Благодаря этому качеству он незаменим для приготовления блюд, где требуется большой жар и продолжительное время готовки. Поскольку чугун может вступить в химическую реакцию с кислыми продуктами, его прокаливают, то есть нагревают с жиром, который заполняет поры металла до тех пор, пока не образуется защитный барьер, и посуда не становится отчасти непригараемой.

© «ШЕФ», при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

1chef.ru

Сталь теплопроводность - Справочник химика 21

    Поскольку кубовый остаток — органическая жидкость, в соответствии с табл. 11.2 примем термические сопротивления загрязнений равными Гзх = / 33= 1/5800 м -К/Вт. Повышенная коррозионная активность кубовой жидкости диктует выбор в качестве материала труб нержавеющей стали. Теплопроводность нержавеющей стали ст = 17,5 Вт/(м-К). Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений равна  [c.33]

    Физико-механические свойства композиционных полимерных материалов представлены в табл. 110. Плотность композиционных прессовочных полимерных материалов служит показателем их механических свойств и износостойкости и является критерием качества изделий. Снижение плотности на 0,05—0,1 г/см резко снижает механические свойства материалов. Прочность при сжатии падает с ростом температуры от 20 до 200° С у АФ-ЗТ, АМС-3 и АМС-1 соответственно в 2, 3 и 4 раза. Ударная вязкость у этих материалов низкая, что не позволяет применять их при ударных и вибрационных нагрузках, кроме АФ-ЗТС, наполненного стекловолокном. Коэффициент линейного расширения полимерных материалов на основе углерода практически постоянен во всем диапазоне рабочих температур, причем у АФ-ЗТ близок к его значению для бронз и нержавеющих сталей. Теплопроводность с ростом температуры изменяется незначительно (рис. 38). [c.166]

    Монокарбид урана более реакционноспособен с теплоносителями, чем двуокись урана он разлагается водой при температурах выше 80° С с выделением водорода и газообразных продуктов, окисляется в углекислом газе, образуя рыхлый порошок двуокиси урана и свободного углерода. Достоинством монокарбида урана является его совместимость с водородом в широком диапазоне температур при условии отсутствия металлического урана и иСг монокарбид урана не взаимодействует с жидким натрием при температурах 600—800° С. При невысоких температурах монокарбид урана не реагирует с материалом оболочки из бериллия, ниобия и нержавеющей стали. Теплопроводность и прочность монокарбида урана более высоки, чем у двуокиси урана. Поэтому монокарбид урана можно использовать с металлическими теплоносителями, водородом и азотом. [c.423]

    Паропроводы имеют толстую стенку труб, фасонных деталей и массивную арматуру. При быстром прогреве в стенках труб фасонных деталей и арматуре возникают недопустимые напряжения и в особенности это имеет место в паропроводах, изготовленных из аустенитных сталей, теплопроводность которых значительно ниже, чем у сталей углеродистых и низколегированных. [c.408]

    Количественная оценка процесса теплообмена — теплопроводность Я является физическим свойством вещества и представляет собой количество теплоты, проходящей в единицу времени через 1 м изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице. Теплопроводность для различных веществ различна и зависит от структуры, плотности, давления н температуры. Теплопроводность различных металлов находится в пределах 20—400 Вт/(м-К). Для большинства металлов с повышением температуры значение ее снижается. Присутствие в металле примесей также способствует снижению X. Так, для чистой меди X равна 395, а для меди со следами мышьяка 142 Вт/(м.К). Для железа с содержанием 0,1 /о углерода X равна 52, с 1% углерода 40 Вт/(м-К). Для закаленной углеродистой стали теплопроводность на 10—25% меньше, чем для мягкой стали. [c.12]

    Физические свойства аустенитных нержавеющих сталей определяются свойствами аустенита и его гранецентрированной кубической решеткой. Плотность аустенитных сталей находится в пределах от 7,85 до 8,0 г см . При большем содержании молибдена он может быть еще выше. Тепловое расширение большинства аустенитных сталей примерно наполовину больше, чем у углеродистых сталей. Теплопроводность аустенитных сталей в холодном состоянии относительно мала, но возрастает с повышением температуры и выше 900° С она такая же, как у углеродистой стали. Удельная теплоемкость при 100° С составляет 0,12 кал г-град). Электропроводность еще меньше, чем у хромистых сталей. [c.36]

    Легирующие элементы значительно нонижают теплопроводность-стали. Теплопроводность легированной стали может быть в несколько раз ниже теплопроводности простой углеродистой, поэтому легированную сталь следует нагревать для термической обработки более медленно и равномерно, чем углеродистую. В противном случае возможно коробление изделий или появление трещин. [c.23]

    Жидкость или газ поступают в торец корпуса вентиля и дросселируются, проходя кольцевой зазор между конусом и выходом из проходного канала, величину которого регу лируют, поворачивая шпиндель в резьбе кор пуса. После дросселирования газ или жид кость выходят через боковой штуцер. Кону шпинделя заканчивается трехгранной головкой, находяшейся в проходном канале и предназначенной для удаления из него загрязнений. Шпиндель вентиля и трубку делают из нержавеющей стали, теплопроводность которой сравнительно низкая. Сальник служит для предотвращения утечки газа по шпинделю. Сняв накидную гайку сальника, можно вывинтить и вынуть шпиндель, чтобы удалить загрязнения, образующиеся при отогреве. [c.193]

    Муфели газовых и нефтяных печей выполняют из огнеупорных плит толщиной 30—40 мм. Длительное время имели распространение шамотные муфели. Вследствие низкой теплопроводности шамота (при высоких температурах 0,8—1 ккал м град ч) температуру газов вокруг муфеля приходится поддерживать на 200— 300° выше, чем заданная температура обжига изделий. Поэтому для изготовления муфелей теперь применяют другие материалы карборунд, карбофракс, жароупорные стали. Теплопроводность этих материалов выше, чем у шамота, и, следовательно, требуется меньший перепад между температурой газа и температурой в муфеле. Это приводит к уменьшению расхода топлива. Толщина стенок муфеля из жароупорной стали всего 5—7 мм, перепад между температурой газов и температурой в муфеле составляет 50—60°. Муфели из жароупорной стали имеют тот недостаток, что в процессе эксплуатации деформируются и окисляются. В результате нарушается газоплотность муфеля и отслаивающаяся окалина попадает на изделия. [c.166]

    Муфель для обжига изделий выполняют из огнеупорных плит толщиной 30—40 мм. Длительное время имели распространение шамотные муфели. Вследствие небольшой теплопроводности (при высоких температурах теплопроводность шамота составляет 0,8—1,0 ккал1м-град час) температуру газов вокруг шамотного муфеля приходится поддерживать на 200—300° выше температуры обжига изделий. Поэтому в последние годы шамот стали заменять другими материалами—карборундом и карбо-фраксом, а также жароупорной сталью. Теплопроводность этих материалов выше, чем у шамота, следовательно, требуется меньший перепад между температурой газов и температурой внутри муфеля, что снижает расход топлива. Толщина стенок муфеля из жароупорной стали составляет 5—7 мм, перепад между температурой газов и температурой внутри муфеля получается всего 50—60°. Таким образом, наименьший расход топлива будет у печей с муфелем из жароупорной стали, но последние имеют тот недостаток, что в процессе эксплуатации деформируются и окисляются. В результате нарушается газоплотность муфеля, а отслаивающаяся окалина попадает на изделия [303]. [c.172]

    В настоящее время наиболее доступен стеклопластик (фибергласе), представляюшлй собой стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Дьюары из стеклопластика получили в сверхчувствительной магнитометрии широкое применение. Стеклопластик заметно легче алюминия, он не хрупок, по прочности сравним со сталью. Теплопроводность его в 40 раз ниже, чем у нержавеющей стали. Это позволяет изготавливать компактные, прочные дьюары. В силу малой теплопроводности стеклопластика дьюар хорошо держит гелий без охлаждения жидким азотом радиащюн-ного теплового экрана испаряющийся газообразный гелий достаточно охлаждает экран. Такие дьюары различного назначения объемом от 1 до 25 л производятся рядом фирм. Скорость испарения гелия около 1 л жидкости в сутки. Стеклопластик - удобный конструкционный материал с малой тепловой усадкой, хорошо сохраняющий форму. Это позволяет при значительном размере дьюара (до 1 м длины) обеспечить в его нижней, хвостовой части очень маленькое (до 7 мм) расстояние между гелиевым объемом, где находится чувствительный элемент магнитометра, и теплым днищем . Уменьшение этого расстояния - очень важная задача, так как измеряемое поле, как правило, быстро спадает с удалением от источника. [c.53]

chem21.info

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

www.dpva.ru

Коэффициент - теплопроводность - сталь

Коэффициент - теплопроводность - сталь

Cтраница 2

Здесь коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара си 13300 Вт / ( м2 - К), для воздуха 2 46 4 Вт / ( м2 - К), коэффициент теплопроводности стали ( тал.  [16]

Коэффициент теплового удлинения а аустенитной стали значительно выше, чем у других сталей. Коэффициент теплопроводности X углеродистой, перлитной и перлитно-ферритной стали некоторых марок с повышением температуры уменьшается, у перлитно-ферритной стали других марок и аустенитной стали увеличивается.  [17]

Минеральные масла являются плохим проводником тепла и с этой точки зрения уступают воде теплопроводность которой примерно в 5 раз выше теплопроводности масел, а также жидкостям на водной основе, при применении которых температура в гидросистеме ( при работе в идентичных условиях) обычно на 25 - 30 С ниже, чем при применении масел. Коэффициент теплопроводности масла примерно в 500 раз меньше, чем коэффициент теплопроводности стали.  [18]

Теплофизические характеристики материалов кольцевого шва и многослойных царг принимают одинаковыми. Исключение составляет коэффициент теплопроводности Л: для кольцевого шва его принимают равным коэффициенту теплопроводности стали. Теплопроводность многослойной стенки в радиальном направлении ( г) значительно меньше из-за контактных термических сопротивлений между слоями, а в осевом направлении ( z) эквивалентна теплопроводности стали.  [19]

Тепло, передаваемое поверхности нагреваемого металла от пламени и стенок печи, распространяется ( усваивается) внутри металла не мгновенно, а с определенной скоростью, зависящей от его теплопроводности. Стали разных марок имеют различную теплопроводность; с увеличением содержания углерода теплопроводность стали уменьшается. Например, коэффициент теплопроводности стали с содержанием углерода 0 1 % равен 46 5 ккал / м-час С, а стали с содержанием углерода 1 5 % равен 32 0 ккал / м-час С. Еще меньшей теплопроводностью, чем углеродистые стали, обладают легированные стали; чем больше в них примесей, тем меньше их теплопроводность. Особенно сильно уменьшают теплопроводность примеси хрома и никеля.  [20]

Эта теплота передается затем теплопроводностью фитилю, где происходит испарение. Шесть термопар, по три в двух сечениях, фиксируют стационарный линейный градиент температур в блоке. Произведение этого градиента на коэффициент теплопроводности стали дает среднее значение плотности теплового потока. Экстраполяция профиля температуры на поверхность блока дает среднее значение температуры греющей поверхности. Шесть термопар, расположенных в пределах 10 мм слоя от поверхности фитиля, фиксируют любое отклонение температуры, которое может возникнуть в фитиле. Три дополнительные термопары, размещенные в объеме жидкости и в паровом пространстве, измеряют температуру насыщения в установке.  [21]

Теплопроводность низколегированных сталей находится на уровне 33 - 35 вт / ( м-град) при комнатной температуре и с повышением температуры падает. Если теплопроводность легированных сталей при комнатной температуре равна 23 - 36 вт / ( м-град), то с повышением температуры она изменяется мало. Если теплопроводность меньше 23 вт / ( м град), то с увеличением температуры Я, увеличивается. Таким образом, при высоких температурах ( 800 - 1200 С) коэффициент теплопроводности сталей различных марок практически выравнивается.  [22]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Теплопроводность - титан - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Теплопроводность - титан

Cтраница 1

Теплопроводность титана составляет - 14 0 Вт / м град, что несколько ниже теплопроводности легированной стали. Материал хорошо куется, штампуется, обрабатывается резанием. Сварка изделий из титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона. В последнее время титан используется для изготовления широкого ассортимента труб, листа, проката.  [1]

Теплопроводность титана низкая - примерно в 13 раз ниже алюминия и в 4 4 раза ниже железа.  [2]

Теплопроводность титана близка к теплопроводности нержавеющей стали и составляет 14 ккал / м С час. Титан хорошо куется, штампуется и удовлетворительно обрабатывается резанием. При температуре более 200 С склонен поглощать газы. Сварка титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона.  [3]

Теплопроводность титана и его сплавов примерно в 15 раз ниже, чем у алюминия, и в 3 5 - 5 раз ниже, чем у стали. Коэффициент линейного термического расширения титана также значительно ниже, чем у алюминия и нержавеющей стали.  [4]

Теплопроводность титана составляет - 14 0 Вт / ( м - К), что несколько ниже теплопроводности легированной стали. Материал хорошо куется, штампуется, обрабатывается резанием. Сварка изделий из титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона. В последнее время титан используется для изготовления широкого ассортимента труб, листа, проката.  [5]

Коэффициент теплопроводности титана в области рабочих температур ( 20 - 400 С) составляет 0 057 - 0 055 кал / ( см-с - С), что примерно в 3 раза меньше теплопроводности железа, в 16 раз меньше теплопроводности меди и близко к теплопроводности нержавеющих сталей аустенитного класса.  [6]

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 - 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  [7]

Полученные расчетные значения фононнои теплопроводности титана совпадают с оценкой этой величины, сделанной в работе [5], где она принята равной 3 -: - 5 вт / м-град.  [8]

Прежде всего необходимо учитывать, что теплопроводность титана и его сплавов при невысоких температурах очень низка. При комнатной температуре теплопроводность титана равна приблизительно 3 % от теплопроводности меди и в несколько раз ниже, чем, например, у сталей ( теплопроводность титана равна 0 0367 кал / см сек С, а теплопроводность стали 40 равна 0 142 кал. С повышением температуры теплопроводность титановых сплавов возрастает и приближается к теплопроводности сталей. Это сказывается на скоростях нагрева титановых сплавов в зависимости от температуры, на которую они нагреваются, что видно по скоростям нагрева и охлаждения технически чистого титана ( сплав ВТ1) сечением 150 мм ( фиг.  [9]

При легировании так же, как и при увеличении содержания примесей, теплопроводность титана, как правило, уменьшается. При нагреве теплопроводность сплавов, как и чистого титана, увеличивается; уже при 500 - 600 С она приближается к теплопроводности нелегированного титана.  [10]

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия. Теплопроводность титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа. Это необходима учитывать при нагреве металла для обработки давлением и при сварке. Электросопротивление титана примерно в 6 раз больше чем у железа и в 20 раз больше, чем у алюминия.  [11]

Прежде всего необходимо учитывать, что теплопроводность титана и его сплавов при невысоких температурах очень низка. При комнатной температуре теплопроводность титана равна приблизительно 3 % от теплопроводности меди и в несколько раз ниже, чем, например, у сталей ( теплопроводность титана равна 0 0367 кал / см сек С, а теплопроводность стали 40 равна 0 142 кал. С повышением температуры теплопроводность титановых сплавов возрастает и приближается к теплопроводности сталей. Это сказывается на скоростях нагрева титановых сплавов в зависимости от температуры, на которую они нагреваются, что видно по скоростям нагрева и охлаждения технически чистого титана ( сплав ВТ1) сечением 150 мм ( фиг.  [12]

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек СС.  [13]

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек С.  [14]

При сварке плавлением для получения соединения хорошего качества необходима надежная защита от газов атмосферы ( О2, Nj, h3) металла сварного соединения, нагретого до температуры выше 400 С с обеих сторон шва. Рост зерна усугубляется низкой теплопроводностью титана, увеличивающей время пребывания металла сварного соединения при высоких температурах. Для преодоления указанных трудностей сварку выполняют при минимально возможной погонной энергии.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

• 
  Оцинкованная сталь ржавеет или нет
• 
  Нержавейка какая сталь
• 
  Удельный вес стального круга
• 
  Сталь оксидированная
• 
  Марки инструментальная легированная сталь
• 
  В1 сталь
• 
  Сталь для подшипников марка
• 
  Стальные балки размеры
• 
  Труба шовная стальная
• 
  Аустенитные нержавеющие стали
• 
  Сталь листовая с полимерным покрытием