Thermal conductivity measures the ability of a metal to conduct heat. This property varies across different types of metal and is important to consider in applications where high operating temperatures are common.
In pure metals, thermal conductivity stays roughly the same with increases in temperature. However in alloys the thermal conductivity increases with temperature.
Which Metals Conduct Heat The Best?
| Common metals ranked by thermal conductivity | ||
| Rank | Metal | Thermal Conductivity |
| 1 | Copper | 223 |
| 2 | Aluminum | 118 |
| 3 | Brass | 64 |
| 4 | Steel | 17 |
| 5 | Bronze | 15 |
As you can see, out of the more common metals, copper and aluminum have the highest thermal conductivity while steel and bronze have the lowest. Heat conductivity is a very important property when deciding which metal to use for a specific application. As copper is an excellent conductor of heat, it’s good for heat exchangers, heat sinks, and even saucepan bottoms. Como el acero es un mal conductor del calor, es bueno para entornos de alta temperatura como los motores de los aviones.
Aquí hay algunas aplicaciones importantes que requieren metales que conduzcan bien el calor:
- Intercambiadores de calor
- Disipadores de calor
- Cocinas
Intercambiadores de calor
Un intercambiador de calor es una aplicación común en la que una buena conductividad térmica es importante. Los intercambiadores de calor hacen su trabajo transfiriendo calor para lograr el calentamiento o el enfriamiento.
El cobre es una opción popular para los intercambiadores de calor en instalaciones industriales, aire acondicionado, refrigeración, tanques de agua caliente y sistemas de calefacción por suelo radiante. Su alta conductividad térmica permite que el calor pase rápidamente a través de él. El cobre tiene propiedades adicionales deseables en los intercambiadores de calor, como la resistencia a la corrosión, la bioincrustación, la tensión y la expansión térmica.
El aluminio también puede utilizarse en algunas aplicaciones de intercambiadores de calor como alternativa más rentable.
Los intercambiadores de calor se utilizan habitualmente en las siguientes situaciones:
Instalaciones industriales
Los intercambiadores de calor en instalaciones industriales incluyen plantas de energía fósil y nuclear, plantas químicas, plantas de desalinización y servicios marítimos.
En las instalaciones industriales se utiliza una aleación de cobre-níquel para construir los tubos del intercambiador de calor. La aleación tiene una buena resistencia a la corrosión que protege contra la corrosión en entornos de agua salada. También tiene una buena resistencia al biofouling para evitar la formación de algas y musgos marinos. La aleación de aluminio-latón tiene propiedades similares y puede utilizarse como alternativa.
Los sistemas de agua térmica solar
Los calentadores de agua solares son una forma rentable de calentar el agua en la que se utiliza un tubo de cobre para transferir la energía térmica solar al agua. El cobre se utiliza por su alta conductividad térmica, su resistencia a la corrosión del aire y del agua, y su resistencia mecánica.
Calentadores de agua a gas
Los intercambiadores de agua a gas transfieren el calor generado por los combustibles gaseosos al agua. Son comunes en calderas residenciales y comerciales. Para los calentadores de agua a gas, el cobre es el material preferido por su alta conductividad térmica y su facilidad de fabricación.
Calefacción y refrigeración por aire forzado
Las bombas de calor que utilizan aire se han utilizado durante mucho tiempo para la calefacción residencial y comercial. Funcionan mediante el intercambio de calor aire-aire a través de unidades de evaporación. Pueden utilizarse en hornos de leña, calderas y estufas. De nuevo, el cobre se utiliza normalmente por su alta conductividad térmica.
Disipadores de calor
Los disipadores de calor son un tipo de intercambiador de calor que transfiere el calor generado por un dispositivo electrónico o mecánico a un fluido refrigerante en movimiento. El fluido transfiere el calor fuera del dispositivo, permitiendo que se enfríe a la temperatura deseada. Se utilizan metales con alta conductividad térmica.
Los ordenadores utilizan disipadores de calor para refrigerar las unidades centrales de procesamiento o los procesadores gráficos. Los disipadores de calor también se utilizan en dispositivos de alta potencia como los transistores de potencia, los láseres y los diodos emisores de luz (LED).
Los disipadores de calor están diseñados para maximizar la superficie en contacto con el fluido refrigerante.
Las aleaciones de aluminio son el material más común para los disipadores de calor. Esto se debe a que el aluminio cuesta menos que el cobre. Sin embargo, el cobre se utiliza cuando se necesitan mayores niveles de conductividad térmica. Algunos disipadores de calor utilizan una combinación de aletas de aluminio con una base de cobre.
Cocinas
Un uso más doméstico del metal con buena conductividad térmica es en las cocinas. Cuando vas a calentar tu comida, no quieres esperar todo el día. Por eso se utiliza el cobre en los fondos de las ollas de alta calidad, ya que el metal conduce rápidamente el calor y lo reparte uniformemente por su superficie.
Sin embargo, si tienes un presupuesto ajustado puedes utilizar ollas de aluminio como alternativa. Puede que le lleve un poco más de tiempo calentar la comida, pero su cartera se lo agradecerá.
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