Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Для получения приближенного значения теплопроводности металлов можно воспользоваться методикой Уайта [37], которая состоит в следующем: !. Пронзнодят измерение электрического сопротивления образца при комнатной температуре, равной, например, 295 К авве) и темпеатуре жидкого гелия (/(в); находят /Свввввв =/савв — /(в и подсчитывают фактор формы 1/В=/7в/ро для чего используюу значение удельного электрического сопротивления при Т=Ю5 К рвввыв (табл. 3.10).
Таблица 3.11 Значеииа й!вг/)У, Рг/Рв в зависимости от (Вп/Т) [371 вг/ае по Формуле 1зл> по вор муле Гала) в св в. Таблица 3.10 Физические свойства некоторых металлов прк комнатной температуре (295 К) [37) Ь 25 в о ооо я око оис в й йо ми И оо с .оо -ы к5 о Св /у ва/ ар/ вар ау аа, уа' 88 220 230 360 240 Свинец Серебро Тантал Титан 11инк 21 1,64 13,0 43,0 .5,9 Рис, 3.12. Зависимость приведенного тепласопротивления йгв/йт от приведенной температуры Т/Ва [37!, Алюминий Вольфрам Галлий Железо Золото Индий Калий Литий Медь Молибден Натрий Никель Ниобий Олово Платина Ртуть 380 315 240 400 185 110 98 360 310 380 160 390 250 160 225 110 2,76 5,32 15 9,80 2,21 8,80 7,1 9,4 1,68 5,33 4,84 7,05 14,4 11,1 10,42 21 2,4 1,6 0,80 3,1 0,8 0,98 0,72 4,2 1,4 1,4 0,9 0,53 0,7 0,7 0,3 (200 К) 0,35 4,2 0,55 0,20 1,2 10 2,0 1,0 0,833 0,667 0,500 0,333 0,250 0,200 0,1667 0,125 0,100 0,0769 0,0400 0,1 0,5 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 13,0 25 1,6 0,990 0,960 0,942 0,912 0,853 0,714 0,572 0,449 0,350 0,217 0,143 0,085 0,036 10,55 2,083 1,00 0,813 0,623 0,426 0,222 0,1216 0,0679 0,03849 0,01308 0,00492 0,00140 0,000164 10,4 2,062 1,000 0,8186 0,6341 0,444 0,2478 0,1491 0,0936 0,06082 0,02832 0,0149 0,00684 0,00188 Теллообмен и элементах сэерхнроэодящих систем Равд.
3 234 (Б 'Бт((» Б) гг уру гг уйг уд 70 р ББ д ул уд 20 2(Б Б( 3.3.3. электропроводиость Удельное электрическое сопротивление фийиенг тгнлонроэодносги сверх металла р складывае си в основном из двух составляющих идеального сонротинленил рь ьэуемых в настоащее вРемЯ в ех обусловленного рассеянием электронов теппРавило, пРимеРно на два пор~А ловыми колебаниями решетки (фононами), е коэффициента теплопроводности и остаточного сонрогиэлгнил р, вызванного ых металлов (рис. 3.!3). несовершенствами решетки (механическими ие на теплопроводность металлов дефектами, наличием примесей и т.
п.). го или продольного иапРавлениЯ Опытами установлена, что оба процесса распотока магнитного поля в настоя- сеяния независимы друг от друга, т. е. я изучено недостаточно. В норметаллах теплопроводность в по- Р = Рг+Рв (3.6) Таблица 3.12 Коэффициент теплопроводности, мВТ((см К), неиоторых материалов Температура, К Материал 20 40 6О 10 4 4,8 2,3 2,0 0,7 1,4 0,9 1,9 0,6 0,95 0,3 1,55 0,6 0,67 0,'20 1,15 0,5 0,4 0,12 0,52 0,4 0,06 Мягкое стекло Пирекс Органическое стекло Тефлон Нейлон 1,9 Рис. 323, Теплопронодность нормальных металлов и сверхпроводников 2-го рода при отсутствии магнитного поля.
— — — Хьэзл, — — ХЬ вЂ” 265 211 ыь — юй т. Материал Чистота, % дв (отожженнае) 99,999 А) (толоднотянутый) 99,999 Со 99,ЕМ (электРолнтнва атожженнва) Снэ 99,95 (йескиелороднэя атожженнея) А1т 99 (яолоднотянутмй) То 99,993 5. Наконец, для любой температуры определиют суммарное тепловое сопротивление (р=яуэ+яу, и теплопроводность металла Х,=1('27.
Для определения теплопроводности сплавов, сверхпроводников и диэлектриков иа сегодни единственным надежным методом остаетси экспериментальный (см. равд 9). КоэФ лроэодлщ Т(, испол нине, как ка меиьш нормальи Влияи поперечно теплового щее врем мальных Б 2 4 Б м ББ ы ы ев гм э. Рис, 3.14.
Теплопроводность эпоксидной смолы с минеральным наполнителем (кзар. цем) [2). Б — чистая эпоксидная смоле; 2 †— эпокснднэя смола с мвссавой долей кварца 0,116; 0,265; 0,624; 0,635; 0,66 соответственно. перечном магнитном поле, как правило, падает. На рис. 3.14 приведена зависимость коэффициента теплопроводностн эпоксидного компаунда от температуры. В эпоксидную смолу в качестве наполнителя введен кварц, что позволило при температуре 4К увели.
чить коэффициент теплопроводности приблизительно в 4 раза. В табл. 3.12 приведены данные (37) по коэффициенту теплопроводности некоторых сильно неупорядоченных веществ. 6ЗЗ Свойства конструкционных материахоз нри низнит температурит 235 Остаточное сопротивление р, практически не зависит от температуры. Для очень чистых металлов ра мало и им можно пренебречь. Вычисление ра в общем случае представляет большие трудности и прантически его значение находят экспериментально, измеряя сопротивление образца металла при очень низхих температурах (примерно 4 К), когда идеальное сопротивление р; становится чрезвычайно малым.
Температурная зависимость идеального сопротивления р, определяется формулой Блока †Грюнаизе, полученной из анализа только элеитрон-фононного взаимодействия: О/Т 7'а ха йх Ре .= С— В ~ (, 1)(1 =- с —, /( — ), (з.7) где Π— характеристическая температура, принимаемая в расчетах элеитропроводности, как правило, равной характеристической температуре Дебая Вп, С вЂ” характеристическая константа металла, представляющая собой внутреннее сопротивление, обусловленное электронной структурои, При высоких температурах (Т/Вп=- О,о) зависимость (3.7) переходит в линейную функцию от Т С Т Р! 4 Вз (з.з) а в области очень низких температур (Т ц' <'Оо) в следующую зависимостгн С/Т)ь рз=- !24,4 — ~ — ) .
(3 О) О ~В/' В/Т а ( й О',) (ех — 1)(1 — е ") о Уайтом (37) предложена следующая методика расчета удельного элеитрического сопротивления образца металла: 1. Производят измеренве сопротивления образца при комнатной /7»аа и гелиевой /(аяп/(а температурах. Соотношение (3.7) и его частные случаи (3.8) и (3.9) хорошо согласуются с опытными даннымн по злектропроводности одновалентных и двухвалентных достаточно чистых металлов (рис.
3.15). Для переходных металлов опытные данные по элехтропроводности имеют зпзчительное отклонение от занисимссти Блоха— Грюизйзена (3.7). Лучшее согласование опытных и расчетньпг значений для переходных металлов дает следующее соотношение (37): о оу ох цз ой Рис. 3.15. Температурная зависимость относительного электрического сопротивленив р/рв чистых металлов при Т~Вп. 22 ат — А», В =ЫЗ; П вЂ” Ма,е -202, ® — С»,0 22 ' 22 ' 22 =ЗЗЗ; 0 — Л[, В ЗЭЗ; Х вЂ” ХЬ 0 =472; спапю- тэ ' ' Ха паа кр»ааа — расчет пп $арыула [3.7! [Зт).
2. Находят идеальное сопротивление образца при комнатной температуре /7 маа! =-/7ааа — /(а и фактор формы образца //Б=/(паап~/рпаааь где значения р,на„выбирааотся по справочным данным (см» например табл 3 1О) 3. Определяют удельное остаточное сопротивление ра=/(»Б/1 и удельное идеальное сопротивление прн температуре Т; Рцво) Рг[тэз[ используя табл.
3.11, в которой приведены значения р,(Т)/р.(0 , в зависимости от 01 (Оп/Т), рассчитанные по соотношениям (3.7) и (3.10) (р 0 ° — идеальное удельное а ( тз) сопротивление при температуре Дебая Оп). 4. Находят общее удельное электрическое сопротивление металла по соотношению [3.6). В табл. 3.13 приведены значения удельного электрнчеспого сопротивления серебра,мели и алюминия в зависимости от степени их чистоты и температуры. Для чистых металлов в области низннх температ>р удельное электрическое сопротивление зависит от размеров образца, прячем р 1/й, где й — диаметр образца. Для образцов диаметром более 10— !5 мм размерный эффект практически отсутствует.
Сплавы облава!от большим остаточным сопротивлением, причем для многих (нержавеющая сталь, монель, мельхиор и др.) р яп ра и слабо зависит от температуры (табл. 3.14). Упругая и пластическая деформация заметно изменя[от удельное электрическое сопротивление чистых металлов (рис. 3.16) и практически не влияют на сопротивление сплавов.
Это свойство чистых метал- Теллообмен э элементах сверхпроводящих систем Равд. 3 Таблица 3.13 Удельяое электрическое сопротивление серебра, меди я алюминия р, нОМ см !3!! теиператтра, К Массоаое содерж апис прииссеа Н.10', ад 4,2 20,4 77 19$ 273 раса!рва,а Металл Серебро 284 994 294 !040 276 991 10,5 16,1 4,33 5,56 !1,0 0,734 157 100 376 1470 И90 1500 273 135 2040 < 187 <103 <36 Техническое Электролитнчески очящениое Химически очищенное 99,99970 Медь 8,01 0,884 176 90! !670 !590 202 !8!О 9,!9 1,93 164 <57 77! 1590 !430 1580 4710 2,42 <12 1550 0,336 <6 Алюминий 28,6 57,1 328 1!30 28,3 55,2 400 22!О 1630 1620 1500 1400 2460 2420 2300 2460 87 94,2 43,9 46,3 5,75 7,66 1,11 2,38 341 270 224 22! 1860 1327 56 9 Технический Чистый Очень чистый Экстрачистый Та.блица 3.14 Удельное электряческое сопротивленяе сплавов р, мкОм.см 137) температура, К Фиаиаасхоа состоииие Обрааец 77 7,2 6,6 4,3 3,6 Латунь (307с Ул, 70ай Со) 5,0 4,2 Напряженный Отожженный Мельхиор: 90~ Сп, 1070 Н1 !2,7 12 14,7 Напряженный или отожжениый Необработанный а (проволока) Напряженный или отожженный Необработанный Напряженный Отожженный Слабо нагартованный 26 40 30 52,5 24 23 37 26 44 30 8070 Со, 20~ Ы! Манганин Нейзильбер Констаитак Мо пель 39 27,5 45 32 52,5 49 90 102 104 71 94 103 107 Нержавеющая сталь Иикоиель 91 100 104 !04, Проводниковаи прутковая Очищенная двойным электролизом Очищенная двойным электролнзом и электронной плав.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
