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铜和铝的暖气片那个更好一点

2020-5-11

暖气片的重量、使用寿命、成本,先不说这些了,谈谈散热能力,纯铜和纯铝这两种材料做了一些物理性能的简单比较:

每个人都认为铜有很强的导热性,因为它的导热性远远高于铝(这里指纯铜和纯铝)。这确实是我在高中学到的。然而,暖气片十大品牌的散热能力不仅与材料的导热性有关,还与散热面积、暖气片的形状、气流和其他条件有关。

如果你看后两个参数,如果你只看比热容,你肯定会说,铜的比热容更小,它的温度上升得更快,散热也不容易(热力学定律,温度梯度越大,传热越快),这似乎是真的,但是…你还需要看看它们的密度。

铜的密度是铝的3.3倍。暖气片是面向尺寸的产品,不能无限膨胀。在相同的尺寸下,铜的热容量小还是铝的热容量小?暖气片做一个简单的计算。

假设所有材料的尺寸都是立方厘米,铜的重量是8.9g,需要3.4KJ的热量才能增加到1K。在这种尺寸下,铝的重量为2.7g,需要2.4KJ的热量才能增加到1K,这意味着铝的热容量仅为每单位体积铜的70%,散热更快。

因此,虽然铜的导热率高于铝,热量从中央处理器向环境的传递阻力小,但在相同体积下,铜的热容量较大,温度上升缓慢,因此温度梯度较小,综合传热能力不一定比铝好得多。

在热力学中,传热速率方程是Q
=KAδt,其中Q是传热,k是材料的热导率,a是传热面积,δt是温差。在相同的体积下,假设a相同,q主要由材料和传热介质的热导率之间的温差决定。中央处理器的散热实际上是两个过程,一个是从中央处理器到暖气片,另一个是从暖气片到环境(空气)。

对于纯铜暖气片,热量从中央处理器传递到暖气片,因为k较大,δt较大(暖气片和中央处理器之间的温差较慢,因为铜在相同体积下加热缓慢)。这个过程中的传热率明显优于纯铝暖气片,但在第二阶段,当热量从暖气片传递到空气时,k是相同的(所有空气),δt较小(这里是暖气片和空气之间的温差)。在这个过程中,纯铜暖气片的效率低于铝暖气片。俗话说铜吸热快,铝散热快,这很合理。

纯铜暖气片并不陌生。纯铜Ultra 120E重1.89公斤,而普通Ultra
120E暖气片仅重785克,也就是1.1公斤,但它的性能呢?如下所示:

在如此高的成本和重量的前提下,纯铜暖气片带来的性能效益实际上很低,仅比普通铝暖气片低4度。当然,如果你追求完美,没关系,但是成本太高了。

总的来说,纯铜暖气片不划算,成本太高,加工难度大,性价比低,能吸引更多的关注,绝对不会成为主流。然而,铝暖气片多年来一直处于领先地位,这是正确选择的结果。例如,它便宜,密度低,易于加工和成型,硬度好,还有一点非常重要。由它制成的暖气片散热性能非常接近纯铜。

此外:

铜暖气片有以下问题

1.太贵了

2.太重了

3.表面容易氧化。