Теплопроводность стали и чугуна: Страница не найдена — steelfactoryrus.com
Страница не найдена — steelfactoryrus.com
Своими руками
Содержание1 Стеллаж Из Деревянных Брусков: Как Самому Сделать Своими Руками: Чертежи & & Фото
Своими руками
Содержание1 Самодельный координатный стол для сверлильного станка1.1 Использование оборудования1.2 Материал для основания1.3 Направляющие1.4 Механизм
Сверла
Содержание1 Как заточить сверло по металлу своими руками: рекомендации1.1 Когда стоит точить сверло1.2 Геометрия
Своими руками
Содержание1 Вакуумный насос из компрессора: как сделать своими руками1.1 Манипуляции с автомобильным компрессором1.2 Модификация
Сварка
Содержание1 Радиосхемы. — Сварочный аппарат из ЛАТРА1.1 Схема превращающая ЛАТР в сварочный аппарат2 Контактная
Своими руками
Содержание1 Изготавливаем кузнечный горн своими руками1.1 Нюансы самостоятельного изготовления1.2 Что имеет промышленный горн1.3 Полезные
Страница не найдена — steelfactoryrus.com
Сталь
Содержание1 Старение металла1.1 Процесс старения1.2 Механическое и термическое старение1.3 Термическое старение1.4 Механическое старение металла1.5
Своими руками
Содержание1 Дешевый забор на дачу1.1 Дощатый забор1.2 Забор из кирпича1.3 Забор из металлопрофиля1.4 Ограждение
Своими руками
Содержание1 Магнитные столы. Координатные столы1.1 2 х- КООРДИНАТНЫЙ ПОВОРОТНЫЙ СТОЛ FA1.2 2 х- КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ
Своими руками
Содержание1 Шайбы для споттера своими руками — Справочник металлиста1.1 Рабочая схема споттера1.2 Споттер для
Сверла
Содержание1 Правильно выбираем сверло под дюбель1.1 Тип и назначение инструментов1.2 Длина и диаметр1.3 Секреты
Своими руками
Содержание1 Как сделать домкрат своими руками: инструкция с фото и видео1.1 Виды домкратов1.2 Навыки,
Страница не найдена — steelfactoryrus.com
Своими руками
Содержание1 Пресс для макулатуры: виды и принцип действия1.1 Виды прессов1.2 Механический пресс для макулатуры1.3
Своими руками
Содержание1 Как сделать дровокол1.1 Механические дровоколы1.2 Простой дровокол своими руками: механика1.3 Пружинный дровокол1.4 Дровокол
Своими руками
Содержание1 Как отремонтировать топливный бак. Ремонт бензобака своими руками1.1 Причины подтекания топливного бака1.2 Способы
Обработка сталей
Содержание1 Какие часы лучше – титановые или стальные? Поделитесь данными о стоимости ▲▼ Пожаловаться
Своими руками
Содержание1 Домкрат из пневмоподушки своими руками — Металлы, оборудование, инструкции1.1 Каким должен быть пневматический
Своими руками
Содержание1 Самодельный стол для ручного фрезера1.1 Оригинальная идея1.2 Подготовка к работе1.3 Материалы1.4 Комплектующие1.5 Инструменты1.6
понятие и коэффициент для некоторых сталей и сплавов
Для того чтобы проводить какую-либо работу с различными материалами, перед их обработкой обязательно нужно узнать все данные, касающиеся характеристик материала, его физические свойства.
Ниже будет рассмотрен такой материал, как сталь. Внимание будет заострено на такой способности материалов, как теплопроводность. Это показатель, который обязательно надо знать, если предполагается работа с любым материалом.
Понятие «теплопроводность»
Для начала следует разобраться в самом понятии «теплопроводность». Это поможет пользователю легче лавировать среди сухих цифр и оперировать ими. Для того чтобы провести определённую работу, следует основательно подойти к делу и разузнать все возможные характеристики того материала, с которым впоследствии будет работать пользователь.
Теплопроводностью называют такую способность различных материальных тел к теплообмену (переносу энергии) к менее нагретым частям тела от его более нагретых частей. Этот процесс возможен, благодаря различным частицам тела, которые хаотически движутся. Такими частицами являются:
- молекулы;
- атомы;
- электроны и так далее.
Такой теплообмен возможен во всех телах, в которых наблюдается неоднородное распределение температурных показателей. Сам механизм переноса тепла будет напрямую зависеть от агрегатного состояния рассматриваемого материала.
Также термин «теплопроводность» применяется для обозначения количественной характеристики способности любого физического тела проводить тепло. Если сравнивать тепловые цепи с цепями электрическими, то такой термин является аналогом проводимости.
Для того чтобы охарактеризовать количественную способность физического тела проводить тепло, используется специальная величина, которая именуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, которое проходит через образец материала, обязательно однородного, единичной площади и единичной длины за единицу времени при единичной разнице температур. В известной всем системе СИ такая величина измеряется в Вт/(м*градус Цельсия).
Само явление теплопроводности зиждется на принципах, которые с лёгкостью объясняет молекулярно-кинетическая теория. Они заключаются в том, что нагретые молекулы двигаются намного быстрее, чем молекулы, пребывающие в своём обычном состоянии, поэтому при своём быстром хаотическом движении они способны влиять на другие молекулы, находящиеся в более холодных частях тела и передавать им своё тепло.
Теплопроводность стали
Для того чтобы оперировать полученными знаниями о теплопроводности материалов для последующей работы с ними, следует учитывать все существующие нюансы для отдельного физического тела.
Если говорить именно о стали, то следует помнить, что данная характеристика этого металла снижается, если содержит в себе примеси различного рода. Можно привести даже конкретные примеры, которые могут подтвердить этот общеизвестный факт. Например, если в стали увеличено содержание углерода, то это отрицательно сказывается на коэффициенте теплопроводности стали. У легированных сталей этот коэффициент ещё ниже из-за присадок.
Если рассматривать чистую сталь, не содержащую всяких примесей, то ей теплопроводность будет достаточно высока, как и у всех металлов. Составляет она около 70 Вт/(м*гр. Цельсия).
Если обратиться к показателям у углеродистых и высоколегированных сталей, то они существенно ниже, что в принципе неудивительно. Это объясняется наличием в их составе примесей, что понижает коэффициент теплопроводности. Кстати, следует помнить о том, что сам фактор термического воздействия может существенно повлиять на теплопроводность высоколегированных и углеродистых сталей. Дело в том, что при увеличении температуры, коэффициент этой величины таких сталей понижается.
Теплопроводность нескольких различных видов сталей
Тут будут представлены сухие цифры для того, чтобы пользователь мог сразу найти нужные для себя показатели коэффициента данной величины для некоторых марок сталей:
- Коэффициент теплопроводности низкоуглеродистых сталей, которые применяются в производстве обычных труб, равен 54, 51, 47 (Вт/(м*гр. С) для 25, 125, 225 градусов по Цельсию соответственно.
- Средний коэффициент углеродистых сталей, который можно высчитать при комнатной температуре, находится в диапазоне от 50 до 90 Вт/(М*гр. С).
- Коэффициент теплопроводности для обычной стали, которая не содержит различных примесей, которые, в свою очередь, не могут никак повлиять на этот коэффициент, равен 64 Вт/(м*гр. С). Этот коэффициент несущественно изменяется при изменении термического воздействия, но точно не так сильно, как в случае с углеродистыми и легированными сталями.
Выводы
Для успешного процесса обработки любого материала очень важно знать все его физические свойства и характеристики. Это нужно для того, чтобы успешно проделать всю требуемую работу и получить нужный результат. Незнание характеристик может привести к неприятным последствиям.
Теплопроводность стали — очень важный момент, если предполагается работа с этим металлом. Следует помнить не только основной коэффициент теплопроводности обычной стали, но и коэффициенты этой величины у её сплавов. Они обладают другими свойствами, что может сделать работу с ними более трудной.
Мастер должен быть обладать знаниями о том, что углеродистые и легированные стали обладают гораздо меньшим коэффициентом теплопроводности, так как в их составах содержатся примеси, напрямую влияющие на эту величину.
Также следует помнить, что коэффициент данной характеристики сталей очень зависит и от термического воздействия. Это означает, что чем температура выше, тем больше и коэффициент.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Теплопроводность стали — Справочник химика 21
Принимая теплопроводность стали — 46,4 вт/ м град), рассчитываем [c.282]
Известно, что толщина стенки трубопровода 61 = 1,5 мм-, теплопроводность стали ц = 39 ккал-м град-, теплопроводность слоя изоляции 2 = 0,04 + / дж-м- сек- град- температура внутренней стенки трубопровода наружной поверхности теплоизоляции н = 70°С (рис. У1-3). [c.149]
Толщина стенки трубки бтр = 0,002 м, теплопроводность стали Хтр = = 45 вт1(м- град). [c.244]
Эффективность ребра зависит от его формы, высоты, материала и коэффициента теплоотдачи к его поверхности (см. гл. 3). Были получены [71 диаграммы, иллюстрирующие влияние этих параметров на эффективность различных ребер. Придавая сечению ребра форму трапеции, когда ширина ребра у основания больше, чем у вершины, можно добиться снижения веса ребра и увеличения проходного сечения для газа [71. Однако при этом стоимость изготовления оребрения возрастает настолько, что подобный подход используется весьма редко, за исключением случаев применения ребер, изготовленных заодно с трубами, отливкой, прокаткой или механической обработкой. В тех случаях, когда коэффициент теплоотдачи со стороны оребренной поверхности низок, теплопроводность стали вполне достаточна для обеспечения надлежащей эффективности ребра при приемлемой толщине последнего. При больших значениях коэффициента теплоотдачи со стороны оребрения и большой высоте ребер толщина стальных ребер становится чрезмерной. В этом случае целесообразно применят , медные или алюминиевые ребра. Выбор материала ребер [c.215]
X—коэффициент теплопроводности стали (40 ккал/м-час-град) [c.488]
Каучуки имеют низкую теплопроводность, в пределах 0,32— 0,44 ккал/м-ч-град. Их теплопроводность меньше теплопроводности стали более чем в 100 раз. [c.89]
Коэффициент теплопроводности сталей, Вт/(м-К) [14, 16, 18] [c.121]
Оба рассмотренных способа дают результаты, очень отличающиеся друг от друга и от действительного значения коэффициента теплопередачи в случае наличия в ограждении элементов (включений), выполненных из материалов (например, из стали), теплопроводность которых значительно отличается от теплопроводности теплоизоляционного материала (коэффициент теплопроводности стали в 1000 раз больше коэффициента теплопроводности пенополистирола). [c.77]
Закалка. При закалке достигается повышение прочности и твердости стали Сталь нагревают до гемпературы закалки, выдерживают при этой температуре, а затем быстро охлаждают в воде или масле, в масляной эмульсии, в водных растворах солей и в других закалочных жидкостях. Продолжительность нагрева зависит от сечения и теплопроводности стали. Выбор охлаждающих средств (закалочной жидкости) зависит от сорта стали, размеров и формы деталей, требуемой твердости и других обстоятельств. [c.28]
Учитывая, что теплопроводность стекла значительно ниже, чем теплопроводность стали, необходимо было определить козффициент теплопередачи для стеклянных труб и сравнить его с коэффициентами стальных. [c.211]
Определить увеличение теплового потока (в процентах) от основной поверхности с температурой, равной 104°С, при ее оребрения стерженьковыми стальными ребрами высотой 19 мм и д метром 6,3 мм, расположенными коридором на расстоянии 2,54 см друг от друга. Теплопроводность стали можно взять равной 34,6 Вт/(м-К). Температура окружающей среды равна 80°С, а коэффициент теплоотдачи равен 1г= = 110 Вт/(м2.К). [c.118]
Тайц Н. Ю., Гольдфарб Э. М. Методика определения коэффициентов температуропроводности и теплопроводности сталей. — Заводская лаборатория, 1950, т, 16, 3, с. 314—319. [c.275]
Для повышения чувствительности в детекторах по теплопроводности стали применять очень тонкие металлические проволоки диаметром 10—30 мк. В целях лучшей установки на нуль детектор сделан непроточным. Анализируемая смесь проходит мимо детектора, [c.283]
Коэффициент теплопроводности стали Хс = 39 ккал/м час °С, чугуна Хт = = 54 ккал1м час°С, воздуха X = 0,02 ккал1мчас°С. Коэффициент теплопередачи при идеальном соединении слоев стали и чугуна [c.158]
Теплопроводность стали = Л втпЦм град). Коэффициент теплоотдачи от слоя к стенке теплообменного элемента определяем из формулы [c.311]
Эти митермалы можно рассматривать как пластмассы с газообразным наполни гелем. Множество мельчайших пор или пузырьков газа разделены тонкими перегородками из полимера. Материал, обладающий такой структурой, чрезвычайно легок (масса 1 м от 15 до 500 кг) имеет малую теплопроводность (в 10—30 раз меньше теплопроводности лерена, в 2—6 тыс. раз меиыпе теплопроводности стали) и также небольшую звукопроводность. Можно получать пенопласты высокой жест кости или в виде мягкого материала, подобного обычным плотным тканям. [c.228]
Применительно к материалу пластины можно вводить упрощение, обусловленное слабой температурной зависимостью теплопроводности. Например, в области изменения температуры от О до 300 °С (это заведомо больше возможных перепадов температуры в пластине) теплопроводность стали ОХ27Ю5А меняется примерно на 0,05—0,12 % на 1 К. Поэтому расчет температурного поля пластины может быть выполнен в предположении =сопз1,. Разностное уравнение при этом принимает более простой вид для т = 2, 3. [c.165]
Легирующие элементы 1начительно понижают теплопроводность стали, Теилоироводность легированной стали может быть в несколько раз ниже теп лопроводпости простой углеродистой, поэтому легированную сталь следует нагревать при термической обработке более медленно и равномерно, чем углеродистую. В противном случае возможно коробление изделий или появление трещин. [c.20]
Исходные данные. Температура сорпуса под бандажом = 330°С, сечения бандажа = 0,4 м, Ь = 1 м, высота подкладок = 0,09 м, ра диальный зазор между бандажом и подкладками 5 = 0,001 м, коэффициент теплопроводности стали бандажа = 50,66 Вт/(м °С), стали подкладок = 52,3 Вт/(м °С), воздуха Хд = 0,025 Вт/(м °С), коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности бандажа в окружающую среду = 12 Вт/(м -°С). [c.758]
Термические действия ударов молнии в крыши металлических резервуаров исследовали на моделях в ПНР. Исследования проводили на стальных листах толщиной 10 мм. Температура на противоположной поверхности листа за 2,5 с возрастала до 108 °С. С учетом возможного предварительного нагрева крыши от солнечных лучей до 50 °С максимальную температуру на внутренней поверхности такой крыши при ударе молнии принимали равной 140 °С. Сравнивая эти данные с данными опытов В. С. Комелькова, можно видеть, что температуры нагрева наружной и внутренней поверхности листа различаются незначительно. Это можно объяснить относительно небольшой толщиной листа и высокой теплопроводностью стали. Следовательно, уже при толщине листа 7—8 мм в результате удара молнии можно ожидать нагрева внутренней поверхности листа до температуры самовоспламенения нефтепродуктов. [c.98]
Пластины проектируется выполнять из стали Х18Н10Т коэффициент теплопроводности стали Х= 15,9 Вт/(м-К). [c.115]
Граница между резиной и эпоксидной смолой прослеживается слабо ввиду близости ТФХ этих материалов. Сз цест-венное отклонение К в отрицательную область имеет место для границы раздела резина-воздух. В свою очередь более теплопроводная сталь вызывает отклонение К в положительную область. [c.47]
Коэффициент теплопроводности стали %с = 39 юкал/м час °С, чугуна кг = = 54 ккал1м час С, воздуха Хц = 0,02 ккал м час °С. Коэффициент теплопередачи при идеальном соединении слоев стали и чугуна [c.158]
Алюминий химически стоек к агрессивному действию концентрированной азотной кислоты, фосфорной и уксусной кислот, сернистых соединений и наров серы, а также многих органических соединений. Высокая теплопроводность, превышающая теплопроводность стали примерно в 4,5 раза, и малая плотность являются положительными свойствами алюминия. Однако плохая свариваемость, плохие питейные свойства, плохая обрабатываемость резанием ограничивают его применение. Алюминий применяется для изготовления аниаратов, работающих нрн температурах до 200° С. [c.22]
Латуни обладают более высокой коррозионной стойкостью но сравнению с чистой медью. Латунь имеет высокие механические свойства теилоироводность ее примерно в два раза выше теплопроводности стали. Свойство жидкотекучести позволяет применять этот материал для изготовления фасонных деталей методом литья. [c.23]
Графитопласт АТМ-1 стоек к кислым агрессивным средам и температурным перепадам, имеет высокую теплопроводность, равную теплопроводности стали марки Ст. 3, и легко поддается обработке па ме-таллорежуших станках. [c.7]
Для определения теплопроводности стали был использован регулярный режим третьего рода (метод температурных волн Ангстрема) для полуограниченного стержня. Состав исследуемой стали следуюпщй С 0,9% ]Ип 1,15% 31 0,53% Сг 16,9% N1 10,9% Т1 0,05%. [c.386]
Перед проведением опытов по определению теплопроводности стали 1Х18Н9Т установка была проверена путем определения X меди. Для i=23° С были получены значения Я, 1 = 382 вт/м град и Яг=394 вт/м град по сравнению с Я = 390 вт/м град при i=20° С по [37]. Из приведенных данных следует, что теплопроводность меди определена с ошибкой не более 1%. Однако анализ возможных погрешностей метода показал, что максимальная погрешность при определении Я методом температурных волн может достигать 5 %. Это значение определяет и ошибку при измерении лучистых потоков. [c.388]
К р ж и ж а н о в с к и й P. Е. Теплопроводность сталей аусте-иитного класса. Энергомашиностроение, № 11, 1958. [c.410]
Марганец при высоком его содержании сильно повышает твердость стали (благодаря карбиду состава МпзС). При высокой температуре марганцовистая сталь обладает хорошей ковкостью. Марганец сильно уменьшает теплопроводность стали. Сталь с содержанием И—14% Мп и 1,0—1,3% С применяют для изготовления крестовин и стрелок трамвайных путей, гусениц тракторов, землечерпалок, работающих частей дробилок я т. д. Некоторые детали тракторов изготовляют из хромомарганцовистой стали. [c.393]
Стальные конструкции характеризуются высокой несущей способностью, индустриальностью, однако, из-за высокой теплопроводности стали быстро прогреваются при пожаре до критических температур (около 600 °С) и р азрушаются. [c.457]
Примем толщину стенки спиралей теплообменника 01 = 5 мм и теплопроводность стали Хх = 40 ккал м час °С, а также учтем слой ржавчины с обеих сторон поверхности теплообмена общей толщиной = ОЛ мм с теплопроводностью 2 = 1 ккал1м час °С. Тогда коэфициент теплопередачи [c.184]
В виду того что теплопроводность алюминия почти в пять раз выше теплопроводности стали, время нагрева, а следовательно и время вулканизации резиновых смесей в прессформах из этого материала сокращается. Однако следует отметить, что пресс-формы из алюминия быстро изнашиваются, что является их существенным недостатком. [c.442]
Теплопроводность нержавеющей стали и почему важно знать коэффициент теплопроводности
Теплопроводность стали – это способность материала проводить через себя тепловую энергию от более нагретых частей к холодным. Процесс происходит за счёт электронов, атомов, молекул и друг частиц структуры стали. Высокая теплопроводность очень важна, например, для посуды, а низкая делает более надежными и долговечными строительные материалы.
Коэффициент теплопроводности нержавеющей стали
Теплопроводность нержавеющей стали относительно низкая по сравнению с другими сплавами. Материал широко используется в агрессивных средах и в качестве элементов для архитектурных конструкций. Нередко его применяют для фасадов сооружений, печей и конвейеров на производстве. Преимущество низкой теплопроводности в высокой энергоэффективности и стабильности.
Если коэффициент теплопроводности стали углеродистого типа составляет в пределах 45 Вт/(м·К), то коэффициент теплопроводности нержавеющей стали имеет всего около 15 Вт/(м·К). На способность сплава передавать тепло влияет его состав, а также окружающая температурная среда. Покупая нержавеющий металлопрокат, очень важно уделить надлежащее внимание этому критерию.
Теплопроводность алюминия и стали
Если сравнивать теплопроводность алюминия и стали, то важно отталкиваться от условий их планируемой эксплуатации. Теплопроводность алюминия при типичной комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град). Ввиду этого, материал часто используется для производства радиаторов и теплоотводов.
Плавление алюминия происходит при температуре 660 °С, важные свойства материала при этом значительно теряются. Показатели во многом зависят от физических параметров, например, плотности. Сегодня спросом пользуются сплавы алюминия с медью, кремнием и цинком.
По технологическим особенностям их разделяют на:
- Литейные;
- Деформируемые.
Теплопроводность чугуна и стали
Оба материала представляют собой сплав углерода и железа. Очень широко применяются и в промышленности, и в быту. Сталь отличается повышенной твёрдостью и прочностью, а чугун лёгкостью и более низкой температурой плавления. Сталь лучше поддается обработке за счёт меньшего содержания в собственном составе углерода (по сравнению с чугуном).
Теплопроводность чугуна и стали очень важна и данному показателю почти каждый покупатель уделяет большое внимание. Теплопроводность сплавов, в отличие от показателей теплоемкости, не может быть определена по правилу смешения. А установить влияние отдельных элементов на теплопроводность чугуна можно лишь приблизительно.
Выводы
Когда стоит задача купить нержавейку и теплопроводность материала имеет серьёзное значение, важно уделить внимание и другим его характеристикам. Необходимо учесть состав сплава, температурную среду в месте эксплуатации и другие не менее важные составляющие. Помочь с выбором стали вам всегда готовы специалисты нашей компании, обеспечив личной консультацией.
Низкая теплопроводность нержавеющей стали может стать весомым, если не главным преимуществом материала. Планируя покупку, обращайте внимание на все указанные технические показатели. А на дополнительные вопросы вам всегда будут рады дать исчерпывающие ответы наши сотрудники.
Компания «ВЕСТА» на украинском рынке металлопроката успешно работает и развивается с 2003 года. В ассортименте наших позиций для ваших нужд непременно найдётся подходящий по важным критериям вариант. Мы ценим выбор своих покупателей и осуществляем высокий контроль качества товара!
Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины, включая температуры кипения, плавления, пламени и т.д …… / / Теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности. / / Теплопроводность (коэффициент) основных материалов паропроводов (трубопроводов), при 25, 125 и 225 °C.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TehTab.ru Реклама, сотрудничество: [email protected] | Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Каковы термические свойства чугуна — определение
Серый чугун также обладает отличной демпфирующей способностью, которую дает графит, поскольку он поглощает энергию и преобразует ее в тепло. Большая демпфирующая способность желательна для материалов, используемых в конструкциях, в которых во время работы возникают нежелательные вибрации, таких как основания станков или коленчатые валы.
В материаловедении чугунов — это класс черных сплавов с содержанием углерода выше 2.14 мас.% . Обычно чугуны содержат от 2,14 мас.% До 4,0 мас.% Углерода и от 0,5 до 3 мас.% кремния . Сплавы железа с более низким содержанием углерода известны как сталь. Разница в том, что чугуны могут использовать преимущества эвтектического затвердевания в бинарной системе железо-углерод. Термин эвтектика по-гречески означает « легко или хорошо плавящийся », а точка эвтектики представляет собой состав на фазовой диаграмме, при котором достигается самая низкая температура плавления .Для системы железо-углерод эвтектическая точка возникает при составе 4,26 мас.% C и температуре 1148 ° C .
Чугун , следовательно, имеет более низкую температуру плавления (примерно от 1150 ° C до 1300 ° C), чем традиционная сталь, что облегчает литье, чем стандартные стали. Благодаря своей высокой текучести в расплавленном состоянии жидкий чугун легко заполняет сложные формы и может образовывать сложные формы.
Тепловые свойства чугуна
Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла.Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .
Точка плавления чугуна
Температура плавления серого чугуна — сталь ASTM A48 составляет около 1260 ° C.
Температура плавления мартенситного белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет около 1260 ° C.
Температура плавления ковкого чугуна — ASTM A220 составляет около 1260 ° C.
Температура плавления высокопрочного чугуна — стали ASTM A536 — 60-40-18 составляет около 1150 ° C.
В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой фазы в жидкую. Температура плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.
Теплопроводность чугуна
Теплопроводность серого чугуна — ASTM A48 составляет 53 Вт / (м.К).
Теплопроводность мартенситного белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет 15-30 Вт / (м · К).
Теплопроводность ковкого чугуна составляет примерно 40 Вт / (м · К).
Теплопроводность высокопрочного чугуна составляет 36 Вт / (м · К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), которое измеряется в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности.Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Отверждение чугуна
Чугун — один из самых сложных сплавов, используемых в промышленности. Из-за более высокого содержания углерода в структуре чугуна, в отличие от стали, присутствует фаза, богатая углеродом. В зависимости от состава, скорости охлаждения и обработки расплава богатая углеродом фаза может затвердеть с образованием либо стабильной (аустенит-графит), либо метастабильной (аустенит-Fe 3 C) эвтектики. Цементит (Fe 3 C) является метастабильным соединением, и при некоторых обстоятельствах его можно заставить диссоциировать или разложиться с образованием α-феррита и графита в соответствии с реакцией:
Fe 3 C → 3Fe (α) + C (графит)
Таким образом, может происходить два типа эвтектического затвердевания. Кроме того, существуют различные формы графита в зависимости от химического состава и скорости охлаждения. Образованию графита способствует присутствие кремния в концентрациях, превышающих примерно 1 мас.%.Кроме того, более низкие скорости охлаждения во время затвердевания способствуют графитизации (образованию графита).
Теплопроводность чугуна — Обзор
Перепись мирового литейного производства: 2004-2017 гг., Современное литье. http://www.thewfo.com/census/ [17.07.2019].
Google Scholar
Ma Z J, Tao D, Yang Z, et al. Влияние вермикулярности на теплопроводность чугуна с вермикулярным графитом.Материалы и дизайн, 2016, 93: 418–422.
Артикул
Google Scholar
Pevec M, Oder G, Potrč I, et al. Повышенная температура при малоцикловой усталости серого чугуна, используемого для автомобильных тормозных дисков. Анализ технических сбоев, 2014, 42: 221–230.
Артикул
Google Scholar
Bagnoli F, Dolce F, Bernabei M, et al. Термически усталостные трещины тормозных дисков из серого чугуна пожарных машин.Анализ технических отказов, 2009, 16 (1): 152–163.
Артикул
Google Scholar
Лан П., Чжан Дж. К. Прочность, микроструктура и химический состав серого чугуна для изложниц после различных циклов низкочастотных высокотемпературных нагрузок. Материалы и дизайн, 2014, 54 (1): 112–120.
Артикул
Google Scholar
Витик Р. А., Пайе Дж., Мишо В. и др.Оценка стоимости жизненного цикла и экологических характеристик легких материалов в автомобилях. Композиты, Часть A: Прикладная наука и производство, 2011, 42 (11): 1694–1709.
Артикул
Google Scholar
Li Y X, Liu B. C., Loper Jr C. R. Исследование границы раздела твердое / жидкое во время однонаправленного затвердевания чугуна. Труды Американского общества литейщиков, 1990, 98: 483–488.
Google Scholar
Холмгрен Д.Обзор теплопроводности чугуна. Международный журнал исследований литых металлов, 2005 г., 18 (6): 331–345.
Артикул
Google Scholar
Чен Г. Транспортировка и преобразование энергии в наномасштабе. Серия MIT Pappalardo в машиностроении, Oxford University Press, 2005.
Google Scholar
Ван Г. Х, Li Y X. Влияние легирующих элементов и температуры на теплопроводность феррита.Журнал прикладной физики, 2019, 126 (12): 125118.
Статья.
Google Scholar
Тритт Т. М. Теплопроводность: теория, свойства и приложения. Springer Science & Business Media, 2005.
Google Scholar
Холмгрен Д., Дизеги А., Свенссон И. Л. и др. Влияние шаровидности на теплопроводность чугуна. Международный журнал исследований литых металлов, 2007, 20 (1): 30–40.
Артикул
Google Scholar
Холмгрен Д., Селин М. Регрессионная модель, описывающая теплопроводность различных чугунов. Форум по материаловедению, 2010, 649: 499–504.
Артикул
Google Scholar
Селин М., Кениг М. Регрессионный анализ теплопроводности на основе измерений чугунов с уплотненным графитом. Металлургия и материаловедение. Физическая металлургия и материаловедение, 2009, 40A: 3235–3244.
Артикул
Google Scholar
Jalava K, Soivio K, Laine J, et al. Влияние кремния и микроструктуры на теплопроводность чугуна с шаровидным графитом при повышенных температурах. Международный журнал литья металлов, 2017, 7: 1–7.
Google Scholar
Wang G Q, Chen X, Li Y X. Нечеткий нейросетевой анализ серого чугуна с высокой теплопроводностью и прочностью на разрыв.China Foundry, 2019, 16 (3): 190–197.
Артикул
Google Scholar
Helsing J, Helte A. Эффективная проводимость агрегатов анизотропных зерен. Журнал прикладной физики, 1991, 69 (6): 3583–3588.
Артикул
Google Scholar
Helsing J, Grimvall G. Теплопроводность чугуна: модели и анализ экспериментов. Журнал прикладной физики, 1991, 70 (3): 1198–1206.
Артикул
Google Scholar
Nan C. W., Birringer R, Gleiter H, et al. Эффективная теплопроводность порошковых композитов с межфазным термическим сопротивлением. Журнал прикладной физики, 1997, 81 (10): 6692–6699.
Артикул
Google Scholar
Величко А., Вигманн А., Мюклих Ф. Оценка эффективной проводимости сложных микроструктур чугуна с использованием ФИБтомографического анализа.Acta Materialia, 2009, 57 (17): 5023–5035.
Артикул
Google Scholar
Ma Z J, Wen Q, Tao D, et al. Численное моделирование и анализ теплопроводности чугуна с вермикулярным графитом. Журнал Сианьского технологического университета, 2016, 36: 522–527. (На китайском языке)
Google Scholar
Американское общество испытаний и материалов. Стандартный метод испытания свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью прибора для измерения теплового потока.ASTM International, 2017.
Google Scholar
Li L B, Sun Y F. Справочник физических свойств металлических материалов. China Machine Press, 2011: 96–104. (На китайском языке)
Google Scholar
Кай М., Бин Л., Гуан В. Применение метода измерения теплопроводности. Хранение и обработка, 2005, 5 (6): 35–38.
Google Scholar
Сталхане Б., Пик С.Новый метод определения коэффициентов теплопроводности. Тек. Тидскр, 1931, 61 (28): 389–393.
Google Scholar
Густафссон С. Э. Методы переходных плоских источников для измерения теплопроводности и температуропроводности твердых материалов. Обзор научных инструментов, 1991, 62 (3): 797–804.
Артикул
Google Scholar
Паркер В. Дж., Дженкинс Р. Дж., Батлер С. П. и др.Флэш-метод определения температуропроводности, теплоемкости и теплопроводности. Журнал прикладной физики, 1961, 32 (9): 1679–1684.
Артикул
Google Scholar
Xu D M, Wang G Q, Chen X, et al. Влияние элементов сплава на пластичность и теплопроводность чугуна с компактным графитом. China Foundry, 2018, 15 (3): 189–195.
Артикул
Google Scholar
Доусон С.Чугун с компактным графитом: механические и физические свойства для проектирования двигателей. Vdi Berichte, 1999, 1472: 85–106.
Google Scholar
Максвелл Дж. Трактат об электричестве и магнетизме. Оксфорд: Clarendon Press, 1873.
Google Scholar
Ойкен А. Общие правила теплопроводности различных типов веществ и агрегатных состояний.Исследования в области инженерии А, 1940, 11 (1): 6–20. (На немецком языке)
Google Scholar
Xu J Z, Gao B Z, Kang F Y. Реконструкция модели Максвелла для эффективной теплопроводности композитных материалов. Прикладная теплотехника, 2016, 102: 972–979.
Артикул
Google Scholar
Бруггеман В.Д. А.Г. Расчет различных физических констант в гетерогенных веществах, I: Константы диэлектрической проницаемости и проводимости смешанных тел из изотропных веществ.Анналы физики, 1935, 416 (7): 636–664. (На немецком языке)
Артикул
Google Scholar
Nan C. W., Birringer R, Clarke D. R, et al. Эффективная теплопроводность порошковых композитов с межфазным термическим сопротивлением. Журнал прикладной физики, 1997, 81 (10): 6692–6699.
Артикул
Google Scholar
Хассельман Д. П. Х., Джонсон Л. Ф. Эффективная теплопроводность композитов с сопротивлением межфазного теплового барьера.Журнал композитных материалов, 1987, 21 (6): 508–515.
Артикул
Google Scholar
Гамильтон Р. Л., Кроссер О. К. Теплопроводность гетерогенных двухкомпонентных систем. Основы промышленной и инженерной химии, 1962, 1 (3): 187–191.
Артикул
Google Scholar
Hatta H, Taya M, Kulacki F., et al. Температуропроводность композитов с различными типами наполнителей.Журнал композитных материалов, 1992, 26 (5): 612–625.
Артикул
Google Scholar
Холмгрен Д. М., Дизеги А., Свенссон И. Л. и др. Влияние перехода от пластинчатого графита к уплотненному на теплопроводность чугуна. Литые металлы, 2006, 19 (6): 303–313.
Артикул
Google Scholar
Liu Y Z, Li Y F, Xing J D и др. Влияние морфологии графита на предел прочности и теплопроводность чугуна.Характеристика материалов, 2018, 144: 155–165.
Артикул
Google Scholar
Мацусита Т., Саро А.Г., Элмквист Л. и др. О теплопроводности чугунов CGI и SGI. Международный журнал исследований литых металлов, 2018, 31 (3): 135–143.
Артикул
Google Scholar
Хашин З., Штрикман С. Вариационный подход к теории эффективной магнитной проницаемости многофазных материалов.Журнал прикладной физики, 1962, 33 (10): 3125–3131.
MATH
Статья
Google Scholar
Фредрикссон Х., Свенссон И. Л. Компьютерное моделирование структуры, образовавшейся при затвердевании чугуна. MRS Proceedings, 1984, 34: 273.
Статья
Google Scholar
Дардати П. М., Годой Л. А., Челентано Д. Дж. Микроструктурное моделирование процесса затвердевания чугуна с шаровидным графитом.Журнал прикладной механики, 2006, 73 (6): 977–983.
MATH
Статья
Google Scholar
Sun Y, Luo J, Mi G F и др. Численное моделирование и устранение дефектов в отливке заднего моста грузового автомобиля из чугуна с шаровидным графитом. Материалы и дизайн, 2011, 32 (3): 1623–1629.
Артикул
Google Scholar
Yin Y J, Tu Z X, Shen X и др. Оцифровка технологии литья чугуна с шаровидным графитом.Современный чугун, 2018, 38 (05): 63–68. (На китайском языке)
Google Scholar
Фукумасу Н. К., Пелегрино П. Л., Куэва Г. и др. Численный анализ напряжений, возникающих при скольжении цилиндра по чугуну с компактным графитом. Износ, 2005, 259: 1400–1407.
Артикул
Google Scholar
Ткая М. Б., Мезлини С., Мансори М. Е. и др. О некоторых трибологических эффектах графитовых конкреций в механизме изнашивания чугуна SG: конечный элемент и экспериментальный анализ.Износ, 2009, 267 (1): 535–539.
Артикул
Google Scholar
Люстина Г., Ларссон Р., Фагерстрём М. Методология моделирования обработки на основе FE с учетом микроструктуры чугуна. Конечные элементы в анализе и дизайне, 2014, 80: 1–10.
Артикул
Google Scholar
Величко А., Хольцапфель С., Мюклих Ф. Трехмерное определение морфологии графита в чугуне.Современные инженерные материалы, 2007, 9: 39–45.
Артикул
Google Scholar
Swartz E T, Pohl R O. Термическое граничное сопротивление. Обзоры современной физики, 1989, 61 (3): 605.
Статья.
Google Scholar
Стоунер Р. Дж., Марис Х. Дж. Проводимость Капицы и тепловой поток между твердыми телами при температурах от 50 до 300 К. Physical Review B: Condensed Matter, 1993, 48 (22): 16373.
Артикул
Google Scholar
Ян В., Ма З. Дж., Ян З. и др. Численное моделирование влияния окисления на теплопроводность чугуна с вермикулярным графитом. Журнал Сианьского технологического университета, 2019, 39: 458–462. (На китайском языке)
MathSciNet
Google Scholar
Селин М. Использование регрессионного анализа для оптимизации сочетания теплопроводности и твердости в чугуне с компактным графитом.Ключевые технические материалы, 2010, 457: 337–342.
Артикул
Google Scholar
Селин М. Прочность на растяжение и термические свойства чугунов с уплотненным графитом при повышенных температурах. Металлургические операции и операции с материалами A, 2010, 41 (12): 3100–3109.
Артикул
Google Scholar
Уильямс Р. К., Ярбро Д. В., Мейси Дж. В. и др. Экспериментальное определение фононной и электронной составляющих теплопроводности ОЦК-железа.Журнал прикладной физики, 1981, 52 (8): 5167–5175.
Артикул
Google Scholar
Уильямс Р. К., Грейвс Р. С., Уивер Ф. Дж. И др. Влияние точечных дефектов на фононную теплопроводность ОЦК-железа. Журнал прикладной физики, 1987, 62 (7): 2778–2783.
Артикул
Google Scholar
Terada Y, Ohkubo K, Mohri T., et al. Влияние легирующих добавок на теплопроводность ферритного железа.ISIJ International, 2002, 42 (3): 322–324.
Артикул
Google Scholar
Рукадикар М. Ч., Редди Г. П. Влияние химического состава и микроструктуры на теплопроводность легированных чугунов с перлитным чешуйчатым графитом. Журнал материаловедения, 1986, 21 (12): 4403–4410.
Артикул
Google Scholar
Donaldson J W. Теплопроводность высокопрочных и легированных чугунов.Британский литейщик, 1938, 32: 125–131.
Google Scholar
Ding X F, Li X Z, Huang H, et al. Влияние добавки Mo на микроструктуру и свойства литого серого чугуна. Материаловедение и инженерия: A, 2018, 718: 483–491.
Артикул
Google Scholar
Xu D M, Wang G Q, Chen X и др. Влияние Mo и Ni на теплопроводность чугуна с компактным графитом при повышенной температуре.Международный журнал исследований литых металлов, 2019: 1–9.
Google Scholar
Корн Д., Пфайфл Д. П., Нибур Дж. Удельное электрическое сопротивление метастабильных твердых растворов медь-железо. Zeitschrift Für Physik B Condensed Matter, 1976, 23 (1): 23–26.
Артикул
Google Scholar
Ангус Х. Т. Механические, физические и электрические свойства чугуна.Физические и технические свойства чугуна, 1976, 48 (2): 34–160.
Артикул
Google Scholar
Ho C Y, Пауэлл Р. В., Лили П. Э. Теплопроводность элементов. Журнал физических и химических справочных данных, 1972, 1 (2): 279–421.
Артикул
Google Scholar
Хейнс В. М. Справочник CRC по химии и физике, 97-е издание. Taylor & Francis Group, Лондон, Нью-Йорк, 2017: 2117–2295.
Google Scholar
Пельке Р. Д., Джейараджан А., Вада Х. Сводка термических свойств литейных сплавов и материалов форм. Технический отчет NASA STI / Recon N, 1982, 83.
Google Scholar
Баландин А.А. Тепловые свойства графена и наноструктурированных углеродных материалов. Материалы природы, 2011, 10 (8): 569–581.
Артикул
Google Scholar
Клеменс П. Г., Педраса Д. Ф.Теплопроводность графита в базисной плоскости. Углерод, 1994, 32 (4): 735–741.
Артикул
Google Scholar
Горни М., Лелито Дж., Кавалек М. и др. Теплопроводность тонкостенных отливок из чугуна с компактным графитом. ISIJ International, 2015, 55 (9): 1925–1931.
Артикул
Google Scholar
Холмгрен Д., Келлбом Р., Свенссон И. Л. Влияние направления роста графита на теплопроводность чугуна.Металлургические операции и материалы A, 2007, 38 (2): 268–275.
Артикул
Google Scholar
Бунинг К. Д., Таран Ю. Конструкция из чугуна. China Machine Press, 1977 г. (на китайском языке)
Google Scholar
Люкс В, Минкофф И., Моллард Ф. и др. Ветвление кристаллов графита, растущих из металлического раствора. В: Proc. 2-й Междунар. Симпозиум по металлургии чугуна, 1976: 495–508.
Google Scholar
Ruff G F, Wallace J F. Конфигурация графита в сером чугуне. Американское общество литейщиков, 1977 AFS Research Reports, 1978: 11–14.
Google Scholar
Liu B.C., et al. Изучение морфологии вермикулярного графита. Современный чугун, 1982, (4): 8–11. (На китайском языке)
Google Scholar
Li C L, Лю Б. С, Ву Д. Х.Графитовый атлас чугуна: фотографии оптики и растрового электронного микроскопа. China Machine Press, 1983. (на китайском языке)
Google Scholar
Величко А., Хольцапфель С., Зиферс А. и др. Однозначная классификация сложных микроструктур по их трехмерным параметрам применительно к графиту в чугуне. Acta Materialia, 2008, 56 (9): 1981–1990.
Артикул
Google Scholar
Ян З., Ван Дж. В., Фенг И. П. и др.Кинетика кристаллизации эвтектического серого чугуна. Труды материалов и термической обработки, 2017, 38: 152–158.
Google Scholar
Fan H Y, et al. Влияние температуры на теплопроводность чугунов. Обзор материалов, 1996, 3: 23–25. (На китайском языке)
Google Scholar
Peet M J, et al. Прогноз теплопроводности стали.Международный журнал тепломассообмена, 2011, 54 (11-12): 2602–2608.
MATH
Статья
Google Scholar
Уильямс Р.К., Грейвс Р.С., Макелрой Д.Л. Тепловая и электрическая проводимость улучшенной стали 9 Cr-1 Mo от 360 до 1000 K. International Journal of Thermophysics, 1984, 5 (3): 301– 313.
Артикул
Google Scholar
Джулиан С. Л.Теория теплопроводности в кристаллах инертных газов. Physical Review, 1965, 137 (1A): 128–137.
MathSciNet
Статья
Google Scholar
Клеменс П. Г. Теория a-плоскости теплопроводности графита. Журнал материалов с широкой запрещенной зоной, 2000, 7 (4): 332–339.
Артикул
Google Scholar
Чжоу Ю. Ю. Цветная металлография чугуна. Литейный завод Китая, 2009, 6 (1): 57–69.
Google Scholar
Wang G Q, Chen X, Li Y X и др. Влияние легирующих элементов на теплопроводность перлитного серого чугуна. Журнал Iron and Steel Research International, 2019, 26 (9): 1022–1030.
Артикул
Google Scholar
Wang G Q, Chen X, Li Y X и др. Влияние модифицирования на перлитный серый чугун с высокой теплопроводностью и прочностью на разрыв.Материалы, 2018, 11 (10): 1876.
Статья.
Google Scholar
Чугун и посуда из нержавеющей стали
Большинство людей не знают, что чугун использовался в посуде буквально сотни лет. Мартенситная нержавеющая сталь была открыта в 1912 году металлургом и изобретателем Элвудом Хейнсом. Применение нержавеющей стали в посуде еще короче. Учитывая развитие технологий и науки, некоторые задаются вопросом: что лучше: чугун или посуда из нержавеющей стали.Оба типа металла имеют свои положительные и отрицательные черты.
Но большинство людей не знают, что оба металла на самом деле плохо проводят тепло. Чтобы обойти эту посуду, производитель использовал бы кусок алюминия или меди, чтобы улучшить характеристики металла. Что касается чугуна, они сделали его невероятно толстым, чтобы он мог хранить много тепла. В этой статье мы сравниваем свойства металла и его влияние на посуду. Какой производитель является пионером, а какой лучше.
Теплопроводность
Теплопроводность — это количество энергии, которое передается от источника тепла. Как указывалось ранее, оба типа металлов имеют очень плохую теплопроводность. Чугун составляет 52 (Вт / м · К), а нержавеющая сталь — 14,4 (Вт / м · К). По этому числу кажется, что чугун намного лучше. Однако, если вы сравните это с медью, вы увидите, что она имеет теплопроводность 413 (Вт / м · К). Таким образом, вы можете видеть, что и чугун, и нержавеющая сталь являются очень плохими проводниками тепла.Чтобы обойти эту проблему, мануфактура часто комбинирует металл с другими более проводящими металлами, такими как алюминий и медь. All Clad сделали это со своей посудой, и теперь они известны как один из ведущих производителей кухонной посуды в США.
Другой способ, которым производители пытаются сгладить проблему теплопроводности, — это увеличение толщины металла. В среднем, когда я измеряю чугунную посуду от таких крупных производителей, как Lodge и Le Creuset, я обнаруживаю, что она составляет около 3,78 мм.Однако, по моему опыту, это работает лишь частично. Единственная реальная выгода, которую я вижу от увеличения толщины, — это количество тепла, сохраняемого в сковороде.
Результаты испытаний теплопроводности
Чтобы доказать это, я купил две 8-дюймовые сковороды. один из Ложи и один из Все Одеты. Обе сковороды 8-дюймовые, и я нагреваю их на одной горелке в течение 2 минут. Металлический молоток удерживал тосты, чтобы сгладить неровности. Ниже вы увидите изображение того, как проводился тест.
Это результат чугунной сковороды Lodge. Через 2 минуты тосты почти не подрумянились. У меня есть другой результат теста, который также показал, что, если дать достаточно времени, распределение тепла все еще было плохим.
А теперь похожий тест, проведенный для 8-дюймовой сковороды All Clad. Эта конкретная модель была версией d5 и проводила значительно больше тепла, чем чугунная. Несмотря на то, что распределение тепла не было идеальным, оно все равно работало очень хорошо. Особенно по сравнению с чугунной сковородой.
Хотя нержавеющая сталь плохо проводит тепло, ограничение можно обойти, сделав ее настолько тонкой, насколько это возможно. Они полагаются на свойства металла, такого как алюминий и нержавеющая сталь, чтобы нести основную тяжесть теплопередачи.
Означает ли это, что вам следует выбросить чугунную сковороду? Нет, на самом деле, обе сковороды имеют свои особенности, которые делают их уникальными. Как только это произойдет, это антипригарная способность.
Чугун и нержавеющая сталь с антипригарным покрытием
Оба металла будут прилипать, если их не обработать.Для чугуна им нужна «приправа», а нержавеющей стали нужно либо антипригарное покрытие, либо надлежащий контроль нагрева.
Приправа для чугуна
Приправа для чугуна — это полимеризация жира на посуде. Слой жира, нанесенный на металл, более известен как приправа. Я думаю, если бы большинство людей осознало, что это действительно просто запекание на жире, люди будут более негативно относиться к покупке чугунной посуды. Тем не менее, приготовление пищи на сковороде не оказывает вредного воздействия на ваше здоровье.Со временем в чугунной сковороде будет постепенно накапливаться больше приправ, а ее антипригарное покрытие увеличится. Если вы каким-то образом перегреете или смоете приправу, придется заново заправить сковороду. Это одна из причин, по которой какой-нибудь заядлый коллекционер чугуна так рассердится, если вы «помоете» его сковороду.
Нержавеющая сталь Прилипание пищевых продуктов
Основная проблема нержавеющей стали, помимо ее теплопроводности, заключается в том, что почти все прилипает. Удачи в приготовлении жареной лапши на сковороде с покрытием из нержавеющей стали.Чтобы обойти это, некоторые производители покрывают посуду тефлоном. Однако тефлоновое покрытие со временем испортится, и его нужно выбросить.
Есть способы готовить из нержавеющей стали, не превращая пищу в палочку. Я постоянно жарю яичницу на сковороде из нержавейки. Все, что мне нужно сделать, это полностью разогреть сковороду, а затем добавить масло. У меня были бы проблемы с тем, чтобы сделать это на холодной сковороде. Другие методы — это тщательно прожарить пищу и подождать, пока она высвободится естественным путем. Это требует немного больше техники, чем чугун.
Очистка чугуна и нержавеющей стали
Это очень важно для американского потребителя. Я рос, мыл посуду вручную и никогда не пользовался посудомоечной машиной. Большую часть посуды All Clad можно мыть в посудомоечной машине. Облицовка из нержавеющей стали предотвращает коррозию металла ржавчиной. Однако чугун печально известен своей ржавчиной. Как только вы удалите приправу, начнет образовываться ржавчина, если вы не попробуете ее как следует.
Правильная очистка чугуна
Чтобы сохранить приправу чугуна, нельзя использовать мыло, иначе вы рискуете удалить приправу.Чтобы очистить его, вы можете насыпать соль в сковороду и протереть через нее бумажное полотенце, чтобы удалить остатки пищи. Другой способ сделать это — использовать мягкий скребок для металла. Обычно вы можете найти его на Amazon за пару долларов. Одна вещь, которая меня действительно раздражает, — это то, что на полотенце всегда остается черная полоса даже после того, как я «помыл» сковороду.
Очистка нержавеющей стали
Очистка сковороды из нержавеющей стали намного проще. Вы можете мыть его в посудомоечной машине или вручную.Вы также можете использовать мыло на этой сковороде, чтобы не бояться, что на вашей сковороде могут размножаться бактерии.
Чугун и нержавеющая сталь: способность к обжигу
Обе посуды могут прекрасно прожарить пищу с краем, придаваемым нержавеющей стали благодаря ее облицовке. Сам по себе он хуже чугуна.
Обжигание чугуна
Причина, по которой чугун так любим, проста в его весе. Благодаря толщине сковороды в ней можно хранить много еды, не теряя при этом слишком много тепла.Это означает, что еда не так быстро готовится к пару, когда вы кладете в нее холодную пищу.
Нержавеющая сталь Обжигающая
Нержавеющая сталь обычно легче и не поджаривается так же, как чугун. Однако производители делают более толстые линии посуды, такие как D5 и D7, для этой конкретной проблемы. Они увеличивают слой и вес этой посуды, так что вы можете поджечь так же хорошо, как и чугун.
Чугун и нержавеющая сталь Цена
Цена является важным фактором, который следует здесь учитывать.Lodge — одна из лучших кухонных принадлежностей, которые вы можете купить. Обычно вы можете найти их сковороды менее чем за 20 долларов. В то время как такие производители, как All Clad, будут взимать не менее 100 долларов за сковороду. В этом случае становится понятным, почему люди так любят чугун. Однако, как только вы попадете в чугунную посуду более высокого класса, она начнет стоить 2-300 долларов. Это не имеет смысла для такой старой технологии. Вы получите лучшие характеристики от сковороды All Clad.
На самом деле, я даже провел сравнение между производителями высококачественного чугуна, такими как Le Creuset и Lodge.Я обнаружил, что Лодж на самом деле превзошел Ле Крезе в моем тесте на тосты.
Какой из них купить?
Если у вас всего 20 долларов, вам лучше всего подойдет чугун. Он прекрасно поджарится и сделает большинство, если не все, что вам нужно. Однако полностью облицованные сковороды All Clad превзойдут по своим характеристикам Lodge в любой день. За исключением антипригарной части. У меня лично есть и то, и другое, поэтому я использую сковороды для разных целей. Если я хочу поджарить большую партию еды, я использую сковороду в домике просто потому, что мне все равно, если я ее сломаю.Мне было бы все равно, если бы я сломал свою сковороду All Clad просто потому, что это дорого.
Надеюсь, моя статья о посуде из чугуна и нержавеющей стали окажется для вас полезной. Посетите страницу статьи, чтобы узнать больше!
Чугун и нержавеющая сталь Источники статей
Набор инструментов для проектирования
https://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-metals-d_858.html
Википедия Теплопроводность
https://en.wikipedia.org/wiki / Thermal_conductivity
Чугунная клиника — The Washington Post
Я прочитал несколько различных рекомендаций по добавлению приправы в железные сковороды и вок.Есть ли лучший способ?
Железные сковороды и вок по-разному приправляются, потому что обычно они сделаны из разных металлов. По сути, они оба из железа, но сковороды сделаны из чугуна, а вок обычно из углеродистой стали. Чугунная сковорода изготавливается путем заливки расплавленного металла в форму, а вок из листовой стали формируют из тонкого листового металла.
Во-первых, давайте взглянем на эту классическую старую сковороду из черного железа, которая веками служила кухонным гарнитуром и ценилась как бабушками, так и поварами за ее замечательную способность поддерживать постоянную температуру.
Многие книги приписывают эту способность тому «факту», что чугун является хорошим проводником тепла. Но правда как раз наоборот. Причина, по которой он так хорошо удерживает тепло, заключается в том, что чугун является относительно плохим проводником тепла: одна треть от алюминия и только одна пятая от меди.
Его низкая теплопроводность означает, что чугунная сковорода будет медленно нагреваться, потому что конфорка плиты нагревает только нижнюю поверхность, а затем тепло только медленно передается другим частям сковороды.Это может показаться недостатком, но это не так, потому что наряду с нежеланием нагреваться возникает нежелание остывать. Поэтому, когда сковорода нагревается, вы можете рассчитывать на то, что она будет поддерживать равномерно высокую температуру для равномерного приготовления, без каких-либо горячих или холодных точек. Это просто отлично подходит для приготовления жареной курицы и кукурузного хлеба, как вам скажет любой, кто ниже линии Мэйсона-Диксона.
С другой стороны, железные сковороды — плохой выбор для тушения, когда вам часто нужно быстро повышать или понижать температуру.Лучше всего для этого подходит медь, лучший проводник тепла, потому что она может мгновенно изменять свою температуру.
Другое уникальное свойство чугуна состоит в том, что, в отличие от алюминия, меди и нержавеющей стали, он действительно пористый. Это связано с тем, что по мере затвердевания жидкого металла в форме он сжимается, и если больше жидкости не подается достаточно быстро, чтобы компенсировать усадку, потерянный объем проявляется в виде внутренних пор. Опять же, это может показаться недостатком, и действительно было бы, если бы вы попытались использовать новую чугунную сковороду прямо из магазина.Пища прилипала к нему как сумасшедшая, потому что микроскопические нити еды застревали в отверстиях. Но именно пористость чугуна позволяет ему образовывать гладкую, черную, антипригарную, «выдержанную» поверхность.
Причина приправы
Рекомендации по добавлению приправ, в том числе от двух основных производителей чугунной посуды, Wagner и Lodge, различаются. Общая идея состоит в том, чтобы покрыть поверхность сковороды жиром и нагреть ее в духовке с температурой от 300 до 350 градусов в течение одного или двух часов, в течение которых жир просачивается в поры утюга и после нескольких повторений становится гладким. , темное покрытие, устойчивое к прилипанию.
Большинство сторонников растительного масла, но Джон «Hoppin ‘John» Мартин Тейлор, кулинар из южных штатов и автор книги «Бесстрашная кулинария» (Workman, 1997), клянется, что вы должны использовать только сало или беконный жир. Итак, что это такое? Я предполагаю, что в основном ненасыщенные жиры превращаются в лакообразное покрытие, которое мы пытаемся создать. (Techspeak: они легче окисляются, сшиваются и полимеризуются.) Это свидетельствует в пользу использования более ненасыщенных растительных масел. Но даже в сале для этого достаточно ненасыщенных жиров, поэтому я не думаю, что имеет большое значение, какой жир вы используете.
Итак, учитывая все обстоятельства, вот «лучший способ» приправить новую железную сковороду, адаптированный из рекомендаций Lodge Manufacturing Co.: Сначала сотрите антикоррозионное восковое покрытие производителя горячей сталью с мыльным наполнением. -шерстяная подушка. Смойте большим количеством горячей воды и тщательно высушите на медленном огне. С этого момента он никогда больше не должен видеть мыло или моющее средство. В конце концов, вы терпеливо наносите покрытие на масляной основе и не хотите, чтобы моющее средство «очищало» вашу работу.После использования просто потрите щеткой или нейлоновым диском и горячей водой и тщательно высушите.
Затем растопите немного Crisco — компромисс, содержащий как насыщенные, так и ненасыщенные жиры — и протрите им все поверхности сковороды, внутри и снаружи, бумажным полотенцем. Поместите сковороду вверх дном в предварительно разогретую духовку при 350 градусах на два часа, чтобы лишний жир стекал на противень или алюминиевую фольгу на решетке внизу. Выключите духовку и дайте сковороде остыть внутри. Повторите смазывание и нагревание дважды на новой сковороде и время от времени после этого, чтобы образовалась патина.Чем больше он выдержан и использован, тем лучше будут его антипригарные свойства.
Приправа для вок
Воки — это немного другой случай. Классические китайские воки делали из чугуна, тоньше, чем наши западные чугунные сковороды, но годного во многом таким же. Сегодня большинство хороших вок делаются из тонкой углеродистой стали. Я не говорю о тех причудливых сковородках в форме вок, которые могут быть сделаны из анодированного алюминия, нержавеющей стали или сэндвичей из склеенных металлов и даже могут иметь антипригарное покрытие или, не дай бог, электрически нагреваемые.(Моя причина призвать здесь небесное вмешательство состоит в том, что настоящая жарка в воке выполняется при очень высоких температурах над пламенем горячего, как ад, и электрический нагревательный элемент просто не режет его. Вместо жарки с перемешиванием ваш пищу можно приготовить на пару.)
Углеродистая сталь непористая, поэтому ее выдержка должна происходить полностью на поверхности. И это происходит только понемногу; это не разовая сделка. На самом деле, лучший способ приправить вок — это использовать его ежедневно на протяжении всей жизни.Но если вы безвозвратно средние, сделайте следующее: смойте антикоррозийное покрытие на новом воке, тщательно просушите и приступайте к приготовлению. Согласно Грейс Янг в «Мудрости китайской кухни» (Simon & Schuster, 1999), примерно через шесть месяцев регулярного использования он приобретет насыщенный оттенок красного дерева. И она имеет в виду регулярную. «Чем больше вы ее используете, — говорит она, — тем больше она становится похожей на сковороду с антипригарным покрытием, требующую все меньше и меньше масла для жарки».
Роберт Л. Волке (www.professor science.com) — почетный профессор химии Питтсбургского университета. Его последняя книга: «Что Эйнштейн сказал своему парикмахеру: научные ответы на повседневные вопросы» (Dell, $ 11,95). Присылайте свои вопросы по адресу [email protected].
Сравнение чугуна и нержавеющей стали — Khymos
Чугунная посуда давно сохраняет тепло. Это действительно так? Лучший способ узнать это — эксперимент. Я решил сравнить чугунный горшок с горшком из нержавеющей стали.Вот такие горшки, которые я использовал:
Для первого эксперимента я налил в каждую по 2,5 л воды, закрывал крышками, довел до кипения и дал им закипеть в течение минуты, чтобы сам горшок был теплым. Затем оба были помещены на пробковые пластины и оставлены охлаждаться. Датчик температуры был осторожно вставлен под крышку, чтобы уменьшить потери тепла, и удален, как только температура стабилизируется. Для второго эксперимента было использовано 5 л воды. Измеренные температуры показаны на графике.
Вопреки моим ожиданиям, кастрюля из нержавеющей стали сохраняет воду теплее! Примерно через 1,5 часа разница между ними составляет 10 ° C. Как и ожидалось, при использовании 5 л воды она дольше остается теплой. Физические данные для двух горшков приведены в следующей таблице:
| Чугун | Нержавеющая сталь | |
|---|---|---|
| Объем | 6 л | 6 л |
| Диаметр | 27,9 см | 25,0 см |
| Высота | 11,5 см | 14,5 см |
| Площадь поверхности (верх + стороны) | 1619 см 2 | 1629 см 2 |
| Площадь поверхности , контактирующая с 5 л воды | 1301 см 2 | 1286 см 2 |
| Масса | 6,1 кг | 2,3 кг |
| Толщина стенки | ~ 4 мм | |
| Теплоемкость сковороды | 2,8 кДж / К | 1,2 кДж / К |
| Теплопроводность | 80 Wm -1 K -1 | 16 Втм -1 К -1 |
| Температуропроводность | 22 x 10 -6 м 2 / с | 4.3 x 10 -6 м 2 / с |
| Коэффициент излучения | 0,95 | 0,07 |
Теплоемкость чугунного котла более чем вдвое выше, чем у котла из нержавеющей стали. Но это ничтожно мало по сравнению с теплоемкостью воды: 10,5 кДж / К (2,5 л) и 20,9 кДж / К (5,0 л). Кроме того, существует лишь небольшая разница в площади их поверхности, которая не может объяснить наблюдаемую большую разницу в потере температуры.
Это оставляет мне два объяснения:
Я предполагаю, что разница в коэффициенте излучения более важна (но, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь). Таким образом, с помощью инфракрасного термометра можно измерить разницу между горшками из чугуна и полированной нержавеющей стали (даже если они имеют одинаковую температуру!) Из-за разницы в коэффициенте излучения. Кто-нибудь, кто сможет провести эксперимент и отчитаться?
Заключение: Есть много веских причин использовать чугун, но поддержание тепла в еде — не одна из них!
Теплопроводность металлов и сплавов
В этой статье представлены данные теплопроводности для ряда металлов и сплавов.Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.
Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость. Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.
Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при исследовании теплопередачи в системе.
Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других распространенных материалов».
В следующих таблицах показана теплопроводность некоторых металлов и сплавов при различных температурах.
| Материал | Температура | Теплопроводность | Температура | Теплопроводность | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Адмиралтейство Латунь | 20 | 96.1 | 68 | 55,5 | ||||||
| 100 | 103,55 | 212 | 59,8 | |||||||
| 238 | 116,44 | 460 | 67,3 | 460 | 67,3 | 67,3 | 130 | |||
| 100 | 218 | 212 | 126 | |||||||
| 371 | 192 | 700 | 111 | |||||||
| Сурьма | 3 | 68 | 10,6 | |||||||
| 100 | 16,8 | 212 | 9,69 | |||||||
| Бериллий | 20 | 139 | 80.132 | 76,2 | ||||||
| 371 | 109 | 700 | 63,0 | |||||||
| Латунь | -165 | 106 | -265 | 61,0 | 0 | |||||
| 182 | 177 | 360 | 102 | |||||||
| Бронзовый | 20 | 189 | 68 | 109 | ||||||
| 100 | 90,3 | 212 | 52,2 | |||||||
| Медь | 20 | 401 | 68 | 232 | ||||||
| 100 21740 907 907 | 367 | 700 | 212 | |||||||
| Золото | 20 | 317 | 68 | 183 | ||||||
| Германий | 20 | 58.8 | 68 | 34,0 | ||||||
| Инконель X | -3 | 13,2 | 27 | 7,62 | ||||||
| 20 | 13,7 | 68 7 | 14,7 | |||||||
| Железо | 20 | 71,9 | 68 | 41,6 | ||||||
| 100 | 65,7 | 212 | 38,0 | 38,0 | 6 | 700 | 25,8 | |||
| Чугун (кованый) | 20 | 60,4 | 68 | 34,9 | ||||||
| 100 | 59,9 | 212 | 212 | 53 | 48,0 | 127 | 27,7 | |||
| Свинец | 0 | 35,1 | 32 | 20,3 | ||||||
| 20 | 34,8 | |||||||||
| 260 | 30,3 | 500 | 17,5 | |||||||
| Магний | 20 | 170 | 68 | 98,5 | ||||||
| 100 | 163 | 370 | 93,9 | |||||||
| Молибден | 0 | 137 | 32 | 79,0 | ||||||
| 20 | 136 | |||||||||
| 427 | 115 | 800 | 66,7 | |||||||
| Монель | -250 | 20,73 | -418 | 11,98 | ||||||
| 800 | 46,9 | 1472 | 27,1 | |||||||
| Никель | 20 | 62,4 | 68 | 36,0 | ||||||
| 100 | 58.0 | 212 | 33,5 | |||||||
| 293 | 47,5 | 560 | 27,4 | |||||||
| Палладий | 20 | 67,5 | 68 | 68 | 41,0 | |||||
| 100 | 70,6 | 212 | 40,8 | |||||||
| 427 | 69,2 | 800 | 40,0 | |||||||
| 68 | 5,00 | |||||||||
| Родий | 20 | 152 | 68 | 88,0 | ||||||
| Серебро | 20 | 419 | 419 | 907 407 907 407 907 407 903 907 | 212 | 234 | ||||
| 316 | 366 | 600 | 211 | |||||||
| Сталь, 1% углерод | 20 | 45,3 | 68 | 26.2 | ||||||
| 100 | 44,8 | 212 | 25,9 | |||||||
| Нерж. 212 | 8,69 | |||||||||
| 900 | 28,0 | 1652 | 16,2 | |||||||
| SS ANSI 310 | 0 | 11,9 | 32 | 907 907 907 907 | 12,85 9073 | 68 | 7,11 | |||
| 900 | 32,0 | 1652 | 18,5 | |||||||
| нерж. 212 | 10,2 | |||||||||
| 300 | 18,4 | 572 | 10,6 | |||||||
| 900 | 22,6 | 1652 | 13,1 | |||||||
| 13,1 | ||||||||||
| -58 | 7,51 | |||||||||
| 20 | 13,9 | 68 | 8,04 | |||||||
| 950 | 26,1 | 1742 | 15,1 | 14,3 | -94 | 8,25 | ||||
| 20 | 15,7 | 68 | 9,06 | |||||||
| 900 | 29,4 | 1652 | ANSI , 420 | -70 | 26.0 | -94 | 15,0 | |||
| 20 | 26,0 | 68 | 15,0 | |||||||
| 1000 | 26,0 | 1832 | SSO 15,0 | 1832 | 15,0 | 122 | 12,6 | |||
| 900 | 25,0 | 1652 | 14,4 | |||||||
| SS ANSI 440 | 100 | 22,1 | 212 | 12.8 | ||||||
| 500 | 27,5 | 932 | 15,9 | |||||||
| SS ANSI 446 | 0 | 22,4 | 32 | 13,0 | ||||||
| 1000 | 38,0 | 1832 | 22,0 | |||||||
| SS ANSI 501, 502 | 30 | 37,0 | 86 | 21,4 | ||||||
| 100 907.2 | 212 | 20,9 | ||||||||
| 830 | 27,8 | 1526 | 16,0 | |||||||
| Тантал | 20 | 55,0 | 907 903 907 407 9037 907 407 | 32 | 29,0 | |||||
| Торий | 20 | 29,4 | 68 | 17,0 | ||||||
| 100 | 30,5 | 212 | 17.6 | |||||||
| 299 | 33,3 | 570 | 19,3 | |||||||
| Олово | 20 | 62,1 | 68 | 35,9 | ||||||
| 35,9 | ||||||||||
| 907 39 Титан | 20 | 15,6 | 68 | 9,00 | ||||||
| 100 | 15,3 | 212 | 8,86 | |||||||
| 299 | 14.7 | 570 | 8,50 | |||||||
| Вольфрам | 20 | 159 | 68 | 92,0 | ||||||
| 100 | 154 | 217 | 82,0 | |||||||
| Уран | 20 | 24,2 | 68 | 14,0 | ||||||
| 100 | 26,0 | 212 | 15,0 | |||||||
| 1418 | 23,4 | |||||||||
| Ванадий | 20 | 34,6 | 68 | 20,0 | ||||||
| Цинк | 20 | 112 | 112 | 212 | 63,9 | |||||
| Цирконий | 0 | 19,0 | 32 | 11,0 |
Статья Создана: 5 ноября 2013 г.
Товарные бирки
Общие материалы кухонной посуды — Оборудование и шестерни 9 кастрюли и сковородки могут быть непростым делом.Форма варочной поверхности и ручки (ов), материалы, использованные при ее изготовлении, предполагаемое назначение посуды и ее гибкость в использовании на кухне — все это важные факторы при выборе посуды. Понимание используемых материалов — хороший первый шаг к пониманию того, как работает посуда и какие факторы могут иметь значение для вашего стиля приготовления.
Основные принципы
Посуда предназначена для передачи энергии ингредиентам. В Америке энергия поступает в основном в двух формах: сжигание природного газа или пропана и удельное электрическое сопротивление.В обоих методах источник тепла распределяется по сковороде неравномерно. В газовой плите газ выходит через равные промежутки времени и образует кольцо из отдельных пламен. Нагревательные элементы электрической плиты спроектированы так, чтобы покрыть как можно большую площадь, но все же имеют узор (обычно спираль), где нет тепла. Поскольку тепло подается неравномерно, повар должен знать об этом и компенсировать это либо техникой приготовления, либо посудой.
Высококачественная посуда должна быть не только прочной, но и получать энергию от источника тепла и эффективно передавать ее ингредиентам.На эту возможность влияет несколько факторов. Двумя наиболее важными факторами являются теплопроводность и теплоемкость. Почти все дискуссии о материалах, используемых в посуде, сосредоточены на этих двух факторах.
Теплопроводность
Короче говоря, теплопроводность материала — это то, насколько легко этот материал поглощает и передает (выделяет) энергию. Когда огонь или нагревательный элемент плиты касается сковороды, энергия от источника тепла передается на сковороду.Это увеличивает внутреннюю кинетическую энергию сковороды (обычно называемую «разогревом»). Затем нагретый материал передает энергию соседним материалам, которые находятся на более низком уровне средней молекулярной кинетической энергии (при более низкой температуре, чем у материала). Чем выше теплопроводность материала, тем быстрее он нагревается, а также тем быстрее нагретая область распространяется на неотапливаемые участки того же куска материала.
Например, если мы поместим большой лист нержавеющей стали (довольно низкая теплопроводность для готовых материалов) на горелку и включим горелку, область непосредственно под горелкой станет горячей, в то время как остальная часть листа будет медленно нагреваться. вверх.Горелка быстро отдает тепло только области стали, расположенной непосредственно над ней. Остальная часть сковороды нагревается за счет теплопроводности этого места. Когда внешние края листа нагреются до высокой температуры, место непосредственно над горелкой станет очень горячим. На рисунке ниже показан пример температуры стального листа над газовой горелкой. Самые горячие участки показаны белым, горячие — красным, а холодные — синим.
Одним из решений этой проблемы является увеличение толщины листа.При нагревании толстого куска стали (вместо тонкого листа) нижняя поверхность стали не имеет такого же температурного режима, как верхняя поверхность. Поскольку верхняя поверхность находится на большем расстоянии от нагревательного элемента, энергия должна проходить снизу вверх (точно так же, как энергия проводится наружу). В этом случае верхняя поверхность стали нагревается более равномерно. На рисунке ниже показан толстый стальной лист после того, как он был разрезан, так что центр переднего края находится там, где тепло горелки касается нижней части листа.Горячее пятно (белое) уменьшается к тому времени, когда тепло переходит к верхней поверхности листа. Там, где лист нагревается, температура теперь более равномерная, но у нас по-прежнему неравномерное нагревание с этим материалом.
По этой причине, чем толще сталь, тем меньше колебания температуры на верхней поверхности. К сожалению, низкая теплопроводность означает, что нижней части стали необходимо передать много энергии, чтобы она стала горячей. Таким образом, сковороде из материала с низкой теплопроводностью потребуется больше времени для достижения температуры приготовления.Фактически, материалы с низкой теплопроводностью дольше реагируют на любое изменение температуры, поэтому тепловая реакция сковороды также будет медленной. (Температурный отклик — это то, насколько быстро температура поверхности сковороды реагирует на увеличение или уменьшение пламени конфорки.)
В большинстве случаев приготовления пищи желательно, чтобы посуда быстро нагревалась, чтобы не возникали горячие точки и не возникало реакции на изменения, которые мы вносим в регуляторы диапазона. Материалы с высокой теплопроводностью удовлетворяют наши потребности, потому что они быстро передают тепло, что приводит к быстрой реакции на тепловые изменения и равномерному распределению внутренней кинетической энергии.
Вот список некоторых распространенных материалов, используемых в посуде, и их соответствующая теплопроводность:
| Материал | Теплопроводность |
|---|---|
| Медь | 401 Вт / м * K |
| Алюминий | 237 Вт / м * K |
| Чугун | 80 Вт / м * K |
| Углеродистая сталь | 51 Вт / м * K |
| Нержавеющая сталь | 16 Вт / м * K |
Теплоемкость
Количество внутренней кинетической энергии, хранящейся в материале, можно назвать его теплоемкостью.Это не то же самое, что температура, которая представляет собой среднюю молекулярную кинетическую энергию в материале. Например, килограмм воды при температуре 100 ° F содержит больше энергии, чем килограмм стали при температуре 100 ° F. В то время как теплопроводность описывает способность материалов поглощать энергию, теплоемкость — это количество энергии, необходимое для повышения или понижения температуры материала. Молекулярный состав некоторых материалов таков, что по мере того, как они поглощают энергию, большая часть ее преобразуется в потенциальную энергию, и только небольшое количество увеличивает молекулярную кинетическую энергию (обычным примером является вода).Другие материалы, такие как большинство металлов, легко увеличивают свою молекулярную кинетическую энергию и не хранят большую часть поглощенной энергии в качестве потенциальной энергии. Теплоемкость материала пропорциональна его массе. Итак, кусок стали весом 2 кг имеет вдвое большую теплоемкость, чем кусок стали весом 1 кг (имеет смысл, не так ли?).
Это означает, что посуда, сделанная из материалов с высокой теплоемкостью, нагревается дольше, но в то же время в ней будет накапливаться значительное количество энергии.Когда энергия выводится из материала, температура материала будет медленно снижаться по сравнению с материалами с низкой теплоемкостью. Чугун часто называют примером материала посуды с высокой теплоемкостью. Удельная теплоемкость (теплоемкость материала для данной массы) чугуна составляет половину удельной теплоемкости алюминия, но поскольку чугунная посуда обычно в несколько раз превышает массу алюминиевой посуды, она имеет гораздо более высокую теплоемкость.
Толщина металлов, используемых при изготовлении посуды, часто указывается производителем (например, алюминий 3 мм), но поскольку теплоемкость является функцией массы материала, плотность должна быть известна для сравнения посуды. из разных материалов.
| Материал | Удельная теплоемкость | Плотность |
|---|---|---|
| Алюминий | 910 Дж / кг * K | 2600 кг / м 3 |
| Нержавеющая сталь | ||
| Углеродистая сталь | 500 Дж / кг * K | 7500 — 8000 кг / м 3 |
| Чугун | 460 Дж / кг * K | 7900 кг / м 3 |
| Медь | 390 Дж / кг * K | 8900 кг / м 3 |
Глядя на таблицу выше, если умножить удельную теплоемкость на плотность, вы находят, что теплоемкость на единицу объема стали, чугуна и меди составляет около 1.В 5 раз больше алюминия. Это означает, что для достижения такой же теплоемкости в алюминиевом противне, как и в сковороде из нержавеющей стали, толщина алюминиевого сковороды должна быть в 1,5 раза (при условии, что другие размеры сковороды такие же).
Собираем вместе: температуропроводность
Если вы обратили внимание, то поймете, что я ввел вас в заблуждение, когда обсуждал теплопроводность. Сама по себе теплопроводность не определяет, насколько быстро будет нагреваться сковорода (а также насколько равномерно она будет нагреваться).Фактически, теплоемкость также играет роль в определении этого. Разве не было бы замечательно, если бы у нас было одно число, которое говорило бы нам, с какой скоростью тепло будет проходить и распространяться в материале? Это называется температуропроводностью материала и представляет собой просто теплопроводность, деленную на единицу теплоемкости (удельная теплоемкость, умноженная на плотность). Давайте посмотрим, как складываются материалы:
| Материал | Температуропроводность |
|---|---|
| Медь | 120 * 10 -6 м 2 / с |
| Алюминий | 100 * -6 м 2 / с |
| Чугун | 22 * 10 -6 м 2 / с |
| Углеродистая сталь | 14 * 10 -6 м 2 2 2 -6 м / с |
| Нержавеющая сталь | 4.3 * 10 -6 м 2 / с |
Без дополнительных расчетов на основе уравнения теплопроводности мы мало что можем сделать с этой таблицей значений, кроме сравнения материалов друг с другом. Однако очевидно, что лучшими материалами (с точки зрения отдачи энергии) являются медь и алюминий. Это подводит нас к нашему последнему размышлению: реактивности.
Реакционная способность
Мы не только должны заботиться о тепловых свойствах материалов, но и следить за тем, чтобы материалы, которые мы используем в нашей посуде, не причиняли нам вреда и не влияли отрицательно на вкус нашей еды (вы решаете, что хуже).По этой причине, помимо высокой температуропроводности, нам также нужен нереактивный материал. К сожалению, и медь, и алюминий легко вступают в реакцию с продуктами питания. (Медь, когда попадает в организм в большом количестве или постоянно, может вызвать проблемы с печенью, желудком и почками, а также анемию. Кроме того, давно подозревали, что алюминий способствует развитию болезни Альцгеймера. О, в каждой кулинарной книге на этом этапе обсуждения упоминается: что случайного взбивания вспененного яичного белка в медной миске недостаточно, чтобы навредить вам, но воздержитесь от готовки каждый день на открытой меди.) Нержавеющая сталь, наименее реактивная из всех популярных материалов, используемых в кухонной посуде, также имеет худшую температуропроводность.
Кажется, сегодня физика нам не друг. Но благодаря волшебству производителей кухонной посуды, которые хотят найти способы взимать с нас большие деньги, были разработаны решения, позволяющие нам наслаждаться посудой, изготовленной из материалов с высокой температуропроводностью и низкой реакционной способностью. Комбинируя нереактивную поверхность нержавеющей стали с тепловыми свойствами меди или алюминия, вы получаете лучшее из обоих миров.Есть несколько вариаций этой темы: медь, покрытая сталью или оловом, нержавеющая сталь с алюминиевым или медным диском, алюминий, плакированный нержавеющей сталью, и медь, плакированная нержавеющей сталью. В таблице ниже обобщена моя субъективная оценка эффективности различных комбинаций материалов (они перечислены в порядке от наиболее эффективных к наименее эффективным):
| Рейтинг | Состав | Комментарии |
|---|---|---|
| 1 | Медь с оловянным покрытием | Самый высокий отклик; жестяная футеровка может быть привередливой, может быть подвержена плавлению; Медь снаружи требует большего ухода |
| 2 | Медь с футеровкой из нержавеющей стали | Медь снаружи требует большего ухода, но придает посуде превосходные термические свойства меди |
| 3 | Алюминий с футеровкой из нержавеющей стали | Толстый алюминий обеспечивает отличный термический отклик на тонкую внутреннюю поверхность из стали |
| 4 | Медь, полностью плакированная нержавеющей сталью | Слой меди может быть тоньше меди с футеровкой из нержавеющей стали; снаружи и внутри прочны и просты в уходе |
| Алюминий, полностью облицованный нержавеющей сталью | Слой алюминия может быть тоньше алюминия с футеровкой из нержавеющей стали; снаружи и внутри прочны и просты в уходе | |
| Алюминий с футеровкой из нержавеющей стали и медью снаружи | Те же характеристики, что и у плакированного алюминия, но с трудностями в уходе за медью | |
| 5 | Нержавеющая сталь с медным диском | Изогнутый край дна приводит к тому, что диск не входит в полный контакт со всем дном поддона, что приводит к худшей теплопроводности по сравнению с плакированной медью |
| Нержавеющая сталь с алюминиевым диском | То же, что и нержавеющая сталь с медным диском |
Ранее я упоминал, что чугун имеет большую теплоемкость по сравнению с другими материалами (в основном из-за массы, используемой при изготовлении посуды).Благодаря этому атрибуту чугун занимает особое место на кухне. Когда задача по приготовлению пищи требует поддержания постоянного тепла (и достаточного его количества), ничто не сравнится с чугунным. Поскольку чугун может вступать в реакцию с кислыми продуктами и ингредиентами, которые готовятся в течение длительного времени, чугунная посуда приправляется — процесс, при котором слои жира медленно превращаются в пористое железо до тех пор, пока жир не полимеризуется, образуя защитный барьер (и заставляет посуда относительно антипригарная).
Общие материалы и их сравнение
Теперь, когда мы рассмотрели важные свойства при выборе материала для посуды, давайте рассмотрим каждый из распространенных материалов, используемых в посуде.
| Медь | |
|---|---|
| Описание | Медь — это мягкий (легко царапается), но прочный (прослужит всю жизнь) материал, обладающий отличными тепловыми свойствами. Материал склонен к окислению, но при осторожном уходе сохраняет свою красоту на долгое время. |
| Плюсы |
|
| Минусы |
|
| Care |
|
| Примеры | |
- Чрезвычайно низкая стоимость при простой или тефлоновой футеровке; умеренная цена при анондировании
- Отличные термические свойства
- Очень дорого, если футеровка или плакировка из нержавеющей стали
- Высокая реактивность по отношению к кислотным ингредиентам (и отчасти реакционная к щелочам)
- Может потребоваться более низкая плотность более толстая конструкция для увеличения теплоемкости
- Алюминий, если он не анодирован, не облицован или не плакирован нержавеющей сталью, может деформироваться при высоких температурах.
- Если не анодированный или не плакированный, алюминий склонен к царапинам.
- Обычный алюминий — подходит для некислотных продуктов, например, для варки бульона или макаронных изделий
- Алюминий с покрытием — отлично подходит для всех целей, если алюминий достаточно толстый
| Чугун | |
|---|---|
| Описание | Чугун состоит из железа, углерода (больше, чем углеродистая сталь) и микроэлементов, присутствующих в обычных глинах.Утюг расплавляют и выливают в форму из песка или глины, чтобы сформировать посуду. Эмалированный чугун имеет тонкий, но прочный инертный слой стекла, сплавленный с поверхностью посуды. |
| Плюсы |
|
| Минусы |
|
| Наилучшее применение |
|
| Care | Обычный чугун перед первым использованием и по мере необходимости следует выдержать.Приправленная посуда не должна контактировать с мылом или моющими средствами. Вымойте, замачивая в теплой воде на несколько минут и несколько раз протирая солью и ополаскивая, пока соль не станет белой (обычно это делается одной очисткой). Высушите тканью и ненадолго нагрейте на слабом огне, чтобы испарилась вся влага. Для эмалированного чугуна ручная стирка в горячей мыльной воде. |
| Примеры |
|
| Углеродистая сталь | |
|---|---|
| Описание | Углеродистая сталь содержит меньше углерода, чем чугун, и ее формуют и прессуют из листов, а не отливают.Его можно отжечь (нагреть металл до тех пор, пока его молекулярная структура не перестроится, чтобы уменьшить внутренние напряжения, а затем специально охладить, чтобы сохранить новую структуру), чтобы сформировать синюю сталь (или черную сталь), более твердый и менее реактивный материал. Углеродистая сталь также может быть покрыта эмалью. |
| Плюсы |
|
| Минусы |
|
| Лучшее применение |
|
| Care | Перед первым использованием необходимо заправить. Уход за ним, как если бы он был чугунным. При желании сковороду можно мыть в мыльной воде, вымывать и быстро добавлять приправы (15 минут приправы), поскольку она менее пористая, чем чугун. |
| Примеры | |
| Нержавеющая сталь | |
|---|---|
| Описание | Сталь, смешанная с хромом и никелем (нержавеющая сталь 18/8 состоит из 18% хрома и 8% никеля, а 18/10 — 10% никеля. ) производит коррозионно-стойкую сталь, твердую и легко сохраняющую блеск.Диски из меди или алюминия можно сплавить с посудой из нержавеющей стали, чтобы улучшить ее термические свойства. Нержавеющую сталь можно также использовать для облицовки медной или алюминиевой посуды, а также для облицовки алюминия или меди (см. Выше обзор алюминиевой и медной посуды). |
| Плюсы |
|
| Минусы |
|
| Наилучшее применение |
|
| Уход | Ручная стирка с мягким моющим средством. |