Frage von Pluton89, 39

Welche Metalle bieten einen besonders starken Wärmestrom nach innen?

Ich bin auf der Suche nach einem Metall mit möglichst hohem Wärmestrom nach Innen. Das Metall muss sowohl Wärmestrahlung von außen aufnehmen, sowie nach innen abgeben, als auch stabil bei starken Temperaturschwankungen sein. Da es zu einer massiven Kontstruktion verarbeitet werden soll, darf es auch nicht zu weich oder spröde sein. Zudem wird es starken Umwelteinflüssen ausgesetzt.

Ich weiß es ist schwierig und vielleicht kommt nur eine Legierung in Fragen, aber hat eventuell jemand eine Idee?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von QuicknEasy, 11

Hallo Pluton, deine Frage ist so ungenau gestellt, dass du keine qualifizierte Antwort erwarten kannst. In deinem Kommentar auf newcomer nennst du dimensionen, 15 m Länge, 5 m Durchmesser, ok. damit kann man auch nicht viel anfangen, soll das ebenerdig sein, frei stehend aufrecht oder liegend eingebaut, welche Wandstärke soll/muss das Ding haben, ummantelt, treten Drücke von innen oder außen auf, .... ist es ein geschlossenes "Gefäß" mit Boden und Deckel, ---- welche statischen Anforderungen werden gestellt? Wenn das solch ein Monsterding werden soll, dann sollte doch der Materialpreis keine Rolle spielen. 

Ansonsten, baue ein Skelett aus Stahlstreben und ummantele oder immantele es mit Kupferfolie. 

Kommentar von Pluton89 ,

Das hatte ich mir schon gedacht. Ich versuche es so gut zu beschreiben, wie es mir momentan möglich ist.

Die genauen Dimensionen stehen noch nicht fest, aber die 15x5m sind so bei der unteren Grenze der Überlegungen. (Proportionen bleiben in etwa, ggf Änderungen nur im Zentimeterbereich) Es wird zu ca. 1/3 in der Erde (waagerecht) liegen und soll nicht zusätzlich gestützt werden. Die Wandstärke wird vom Material abhängen, bei den 5m Durchmesser sind aber grob ca. 3m Wandstärke geplant. Von innen werden starke Drücke auftreten. Zusätzlich auch noch Temperaturschwankungen von bis zu 90°C, welche auch abrupt auftreten können. Das Teil muss zwingend massiv gebaut sein und darf u.a. wegen dem Druck auch keine Schwachstelle haben. Eine Ummantelung wird es nicht geben, sondern nur eine Schutzlackierung. Ein zusätzliche Öffnung wird es auch nicht geben. Achja, zu leicht darf es auch nicht werden, ist bei meinem kleinen Monster aber wohl nicht so ein Problem. Das Gewicht ist nur dafür da, dass es nicht "weggeweht" wird. Durch die Einbettung im Boden wird das aber hoffentlich eh kein Problem werden. Die Umwelteinflüsse aus der Fragestellung sind gestrichen. Der Materialpreis spielt ansich wegen der Masse keine all zu große Rolle, aber sowas wie Gold/Silber/Kupfer sprengt dann doch den Rahmen. Ein Anteil von Kupfer in einer Legierung ist aber was anderes.

Schonmal vielen Dank für deine Antwort. Auch thx an die meisten anderen Antworten :)

Kommentar von QuicknEasy ,

Hallo Pluton, leider kann ich dir hier nicht mehr weiterhelfen, da zu viele Informationen fehlen. Du sagst, von innen werden starke Drücke auftreten, dies bedeutet also, dass es ein geschlossener Großbehälter sein wird? Was nennst du z.B. starke Drücke? Auf die gesamte Innenwand oder nur punktual? 

Um es kurz zu machen, wenn du "die Katze nicht öffentlich aus dem Sack lassen möchtest", kann ich verstehen, wenn es eine neue Entwicklung o.ä. ist. Ich kann dir nur anbieten, meine persönliche Email kegdgk (at) hotmail.com zu nutzen. Verschwiegenheit sichere ich dir zu. 

Antwort
von segler1968, 13

Bei Metallen korelliert die Wärmeleitfähigkeit mit der elektrischen Leitfähigkeit.

Du willst es wahrscheinlich billig, stabil und leicht? Nimm Aluminium. Gold, Silber und Kupfer sind zu teuer, zu schwer und zu weich. Stahl und insbesondere Edelstahl sind ungeeignet, weil sie zu schlecht leiten.

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Chemie & Physik, 5

Wärmeleitfähigkeit kennt keine Richtung, Strahlung wird von einer mattschwarz gefärbten Oberfläche am besten aufgenommen.

Ich würde meine Konstruktion nicht aus einem einzigen Material machen. Stahlstreben für die Festigkeit, anderes Material zur Wärmeleitung.

Muss nicht massives Kupfer sein - eine Röhre mit Flüssigkeit drin leitet besser. Sieht man an jedem Sonnenkollektor.

Kommentar von Bevarian ,

Wärmeleitfähigkeit kennt keine Richtung

Aber ja doch: immer abwärts eines Gradienten.  ;)))

Antwort
von dompfeifer, 10

Metalle verfügen über eine spezifische Wärmeleitfähigkeit. Die ist nicht speziell nach "innen", "außen" oder sonst irgendwo hin gerichtet. - Die Aufnahme von Strahlungswärme lässt sich durch die Beschaffenheit der Oberfläche (v.a. schwarzer Anstrich) erhöhen. 

Antwort
von Rockuser, 18
Kommentar von Franz1957 ,

Nein, es steht nur, weil es mit A anfängt, am obersten Platz der Tabelle. Kupfer und Gold leiten besser, Silber am besten.

Antwort
von newcomer, 19
Kommentar von newcomer ,

das Material aus Kupfer machen. Zur besseren Wärmeübertragung Bohrungen einbringen und mit Heatpipes bestücken

Kommentar von Pluton89 ,

Danke schonmal für deine Antwort. Kupfer war auch schon meine Überlegung. Allerdings weiß ich bisher nicht, ob das auch in der massiven Konstruktion funktionieren wird. Z.B. bei einem Hohlzylinder mit einer Länge von 15 Metern und einem Gesamtdurchmesser von ca. 5 Metern kommt schon eine große Masse zusammen, die dann auch stabil bleiben muss. Gerade bei hohen Temperaturen. Bohrungen werden nicht klappen, da er sonst bei Druck zu instabil werden kann.

Und was mit bei Kupfer sonst noch Gedanken macht ist der hohe Preis. Bei dem genannten Beispiel kämen über 2000 Tonnen zusammen.

Antwort
von ThomasJNewton, 10

Wo oder was ist "innen"?

Wo oder was ist "außen"?

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