Теплопроводность низкая это: Ничего не найдено для Nizkaya Teploprovodnost Eto Horosho Ili Ploho %23I

Теплопроводность строительных материалов и коэффициенты теплопотерь

Из чего построить дом? Его стены должны обеспечить здоровый микроклимат без лишней влаги, плесени, холода. Это зависит от их физических свойств: плотности, водостойкости, пористости. Самым главным является теплопроводность строительных материалов, означающая их свойство пропускать сквозь себя тепловую энергию при разнице температур. Для того, чтобы количественно оценить этот параметр, используют коэффициент теплопроводности.

Для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Что такое коэффициент теплопроводности

Эта физическая величина равна количеству теплоты (измеряемой в килокалориях), проходящей через материал толщиной 1 м за 1 час. При этом разница температур на противоположных сторонах его поверхности должна быть равной 1 °С. Исчисляется теплопроводность в Вт/м град (Ватт, деленный на произведение метра и градуса).

Использование данной характеристики продиктовано необходимостью грамотного подбора типа фасада для создания максимальной теплоизоляции. Это необходимое условие для комфорта живущих или работающих в здании людей. Также теплопроводность строительных материалов учитывается при выборе дополнительного утепления дома. В данном случае ее расчет особенно важен, так как ошибки приводят к неправильному смещению точки росы и, как следствие — стены мокнут, в доме сыро и холодно.

Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Коэффициент теплопроводности материалов различный. К примеру, у сосны этот показатель равен 0,17 Вт/м град, у пенобетона – 0,18 Вт/м град: то есть, по способности сохранять тепло они примерно идентичны. Коэффициент теплопроводности кирпича – 0,55 Вт/м град, а обыкновенного (полнотелого) – 0,8 Вт/м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью

Современные технологии производства теплоизолирующих материалов предоставляют широкие возможности для строительной индустрии. Сегодня совершенно не обязательно строить дома с большой толщиной стен: можно удачно комбинировать различные материалы для возведения энергоэффективных построек. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать использованием дополнительного внутреннего или наружного утеплителя, например, пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого – всего 0,03 Вт/м град.

Взамен дорогих домов из кирпича и не эффективных с точки зрения энергосбережения монолитных и каркасно-панельных домов из тяжелого и плотного бетона сегодня строят здания из ячеистого бетона. Его параметры такие же, как у древесины: в доме из данного материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.

Потери тепла дома в процентном соотношении.

Такая технология позволяет возводить более дешевые здания. Это связано с тем, что низкий коэффициент теплопроводности строительных материалов упростил возведение минимальными затратами по финансированию. Уменьшается также и время, затрачиваемое на строительные работы. Для более легких сооружений не требуется устраивать тяжелый глубоко заглубленный фундамент: в ряде случаев достаточно легкого ленточного или столбчатого.

Особенно привлекательным данный принцип строительства стал для возведения легких каркасных домов. Сегодня с использованием материалов низкой теплопроводности возводится все больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и производственных зданий. Такие строения могут эксплуатироваться в любой климатической зоне.

Принцип каркасно-щитовой технологии строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плит OSB помещается теплоизолятор. Это может быть минеральная вата либо пенополистирол. Толщина материала выбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справляются с задачей тепловой изоляции. Таким же образом устраивается кровля. Данная технология позволяет в короткие сроки возводить здание с минимальными финансовыми затратами.

Сравнение параметров популярных материалов для изоляции и возведения домов

Пенополистирол и минеральная вата заняли лидирующие позиции при утеплении фасадов. Мнения специалистов разделились: одни утверждают, что вата накапливает конденсат и пригодна к эксплуатации лишь при одновременном использовании с паронепроницаемой мембраной. Но тогда стены теряют дышащие свойства, и качественное применение оказывается под вопросом. Другие уверяют, что создание вентилируемых фасадов решает данную проблему. При этом пенополистирол имеет низкую проводимость тепла и хорошо дышит. У него она пропорционально зависит от плотности листов: 40/100/150 кг/м3 = 0,03/0,04/0,05 Вт/м*ºC.

Еще одна важная характеристика, которую обязательно учитывают при строительстве — паропроницаемость. Она означает возможность стен пропускать изнутри влажность. При этом не происходят потери комнатной температуры и нет необходимости проветривать помещение. Низкая теплопроводность и высокая паропроницаемость стен обеспечивают идеальный для проживания человека микроклимат в доме.

Исходя из этих условий, можно определить самые эффективные дома для проживания человека. Наиболее низкой проводимостью тепла обладает пенобетон (0,08 Вт
м*ºC) при плотности 300 кг/м3. Этот строительный материал имеет также одну из самых высоких степеней паропроницаемости (0,26 Мг/м*ч*Па). Второе место по праву занимает древесина, в частности — сосна, ель, дуб. Их теплопроводность достаточно низкая (0,09 Вт/м*ºC) при условии обработки дерева поперек волокон. А паропроницаемость этих сортов наиболее высокая (0,32 Мг/м*ч*Па). Для сравнения: использование сосны, обработанной вдоль волокон, повышает выпуск тепла до 0,17-0,23 Вт/м*ºC.

Таким образом, для возведения стен подходят лучше всего пенобетон и древесина, так как они обладают лучшими параметрами по обеспечению экологической чистоты и хорошего микроклимата внутри помещений. Для изоляции фасада подходят пенополиуретан, пенополистирол, минеральная вата. Отдельно следует сказать о пакле. Ее закладывают для исключения мостиков холода во время кладки сруба. Она увеличивает и без того отличные свойства деревянного фасада: коэффициент проводимости тепла у пакли самый низкий (0,05 Вт/м*ºC), а паропроницаемость самая высокая (0,49 Мг/м*ч*Па).

Коэффициент теплопроводности металлов при низких температура

    Коэффициент теплопроводности металлов. Количественной теории теплопроводности на сегодня не существует. Это связано со сложными, не поддающимися аналитическому описанию механизмами рассеяния фононов и электронов на примесях и атомах, внедренных в решетку, на вакансиях и дислокациях. Справочные данные могут служить лишь для весьма приближенных оценок, поскольку не представляется возможным простым способом и с необходимой точностью определить физическую и химическую чистоту образца, коэффициент теплопроводности которого очень чувствителен при низких температурах к содержанию примесей и характеру их распределения в металле. На рис. 3.11 приведены температурные зависимости теплопроводности для различных образцов меди, отличающихся химической чистотой. Как следует из рис. [c.232]







    Следует отметить, что для очень чистых металлов при низких температурах наблюдается максимум коэффициента теплопроводности, зачастую превышающий его значение при комнатной температуре во много раз. При температурах, близких к комнатной, коэффициент теплопроводности чистых металлов почти не зависит от температуры. Величина (или даже само существование) [c.149]

    На фиг. 9.7 приведены кривые зависимости от температуры коэффициентов теплопроводности для некоторых металлов, обычно считающихся хорошими проводниками тепла. Следует отметить, что для очень чистых металлов при низких температурах наблюдается максимум коэффициента теплопроводности, причем максимальная величина зачастую во много раз превышает коэффициент теплопроводности при комнатной температуре. При температурах, близких к комнатной, коэффициент теплопроводности чистых металлов почти не зависит от температуры. Величина (или лаже само существование максимума) сильно зависит от наличия [c.381]

    Если теплопроводность не зависит от температуры, то, как видно из рис. 1-1, температура внутри стенки убывает по линейному закону от до 1 ,2- Теплошроводность различных веществ дается в приложении. Как видно из таблиц, среди твердых тел металлы обладают наилучшей теплопроводностью. Например, коэффициент теплопроводности чугуна равняется приблизительно А5 ккал/м — ч — град, меди— приблизительно 300 ккал/м-ч-град. Металлические сплавы имеют значительно более низкую теплопроводность, чем чистые металлы. Например, величины теплопроводности нержавеющей стали около 13,3 ккал/м-ч-град. Величины теплопроводности неметаллических веществ составляют приблизительно от 0,05 до 3 ккал/м-ч-град. [c.27]

    Из приведенных данных видно, что величина Я для различных материалов изменяется в широких пределах это в значительной мере определяет их назначение. Низкая теплопроводность теплоизоляционных материалов объясняется их пористой структурой, в ячейках которой заключен воздух, плохо проводящий тепло. Для большинства металле коэффициенты теплопроводности с возрастанием температуры уменьшаются, тогда как для газов они возрастают. [c.113]

    С наличием металлической проводимости тесно связаны высокая теплопроводность и оптические свойства металлических веществ. Так, электроны могут вследствие их высокой подвижности осуществлять отвод тепла путем переноса энергии из областей с более высокой температурой в области с более низкой температурой. Высокие коэффициенты поглощения и отражения излучения у металлов объясняются наличием в энергетических зонах очень тесно расположенных чередующихся занятых и свободных состояний. Этим обусловлены металлический блеск и непрозрачность. В тонкодисперсном состоянии все металлы имеют черный цвет. [c.360]

    Деление элементов и простых веществ на металлы и неметаллы в известной степени неоднозначно, С одной стороны, металлы и неметаллы различают по их физическим свойствам, которые проявляются у соответствующих простых веществ. Так, для металлов характерны высокая теплопроводность и электрическая проводимость, отрицательный температурный коэффициент проводимости, специфический металлический блеск, ковкость, пластичность и т.п. Физические свойства неметаллов существенно иные они хрупки, обладают низкой теплопроводностью и электрической проводимостью с положительным температурным коэффициентом (возрастание с температурой) и т.п. С другой стороны, различие между металлами и неметаллами проявляется в их химических свойствах для первых характерны основные свойства оксидов и гидроксидов и восстановительное действие, для вторых — кислотный характер оксидов и гидроксидов и окислительная активность. Ориентируясь на физические свойства, к типичным металлам следует отнести, например, медь, серебро и золото, обладающие наиболее высокой электрической проводимостью и пластичностью. Однако по химическим свойствам эти вещества вовсе не относятся к типичным металлам, поскольку стоят в ряду стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений) после водорода. В то же время для элементов IА-группы, являющихся по химическим свойствам самыми активными металлами, некоторые физические характеристики (например, электрическая проводимость) выражены не так ярко. Таким образом, подразделяя элементы на металлы и неметаллы, всегда следует иметь в виду, по каким свойствам это деление осуществляется по химическим или по физическим. [c.244]

    Значения коэффициентов теплопроводности газов приведены в табл. 2.1, 2.19 и 2.20, жидкостей — в табл. 2.2, 2.18, 2.22, жидких металлов — в табл. 2.21, воды вблизи критической и сверхкритической областей— на рис. 2.21, твердых тел—в табл. 2.3—2.6. Расчетный метод определения коэффициента теплопроводности бинарной смеси газов с известными X см. в п. 2.16.1 значения X полимеров — в [1], окислов—[2, 3], карбидов—[4], газов и жидкостей — [5—7], смесей и композиционных материалов—[7, 8], различных веществ при низких температурах — [9, 11], теплоизоляционных и огнеупорных материалов — в кн. 3, разд. 1. [c.116]

    Для определения излучательной и поглощательной способностей металлов при низких температурах широко применяется калориметрический метод, аналогичный стационарному методу определения коэффициента теплопроводности. Калориметр представляет собой шаровой или цилиндрический сосуд из стекла или металла, подвешенный на горловине в кожухе такой же формы. Внутренний сосуд заполняется сжиженным газом, например жидким азотом количество тепла, притекающее к внутреннему сосуду, определяется по скорости испарения жидкости. Побочный приток тепла по горловине должен быть сравнительно небольшим, что обеспечивают соответствующим выбором ее размеров и материала или установкой на горловине охранной камеры. В межстенном пространстве поддерживают высокий вакуум. Калориметр помещают в термостат, в котором поддерживается температура 293—300° К- [c.171]

    ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ (коэффициент теплопроводности X, ккал/м-ч-град [Л. 395]) [c.610]

    Фторопласт-4 (другие названия фторлон-4, политетрафторэтилен) содержит наполнители, имеет белый или серый цвет, плотность 2,1 — 2,3 г/сл , предел прочности 160—250 кгс/см , твердость 3—4 единицы по Бринеллю он гибок, пластичен. Допустимая рабочая температура от — 270 до+250 °С. Фторопласт обладает текучестью на холоду, поэтому для работы при низких температурах прокладки из него следует укладывать в паз, препятствующий вытеканию фторопласта. Характеризуется высокой химической стойкостью и низкими коэффициентами трения и теплопроводности, малым водопоглощением, диэлектрическими свойствами. К недостаткам его можно отнести высокий коэффициент линейного расширения (в 8—15 раз выше, чем у металлов), низкую прочность и хладотекучесть прн нагрузках свыше 30 кгс/см . Плавится при 600 °К, разлагается при 688 °К. При разложении токсичен. [c.291]

    Для большинства сплавов алюминия механические свойства с понижением температуры улучшаются. Наиболее интенсивно при понижении температуры возрастают прочность и твердость сплавов, несколько слабее повышаются пределы текучести и относительное удлинение. Поэтому алюминиевые сплавы широко используют при изготовлении емкостей для хранения жидкого водорода, тем более, что алюминиевые сплавы (как и медные) при 20 К имеют более низкий коэффициент теплопроводности, чем чистый металл. При пайке деталей оборудования для жидкого водорода применяют мягкие (оловянно-свинцовые) припои. При понижении температуры прочность этих припоев возрастает, однако значительно уменьшается их пластичность. [c.496]

    Композиция из кислотостойкого асбеста и лака этиноль. Материал обладает хорошей адгезией к металлу, бетону, дереву, керамике, возможностью нанесения футеровочного слоя шпателем или кистью, высокими пределами рабочих температур, при которых сохраняются антикоррозионные свойства материала, доступностью и дешевизной исходного сырья. Асбовинил устойчив к резким колебаниям температуры, обладает низким коэффициентом теплопроводности и высокой устойчивостью к воздействию большинства кислот, щелочей и других агрессивных сред. Мате )иал токсичен и огнеопасен [c.177]

    ТЬОа не растворяется в воде, щелочах и разбавленных кислотах. С повышением температуры прокаливания двуокись тория становится весьма устойчивой по отношению к концентрированным кислотам и в раствор ее можно перевести лишь путем нагревания с концентрированной серной кислотой или сплавлением с бисульфатом калия. Двуокись тория является наиболее химически стойким соединением по отношению к металлам. Изделия из нее отличаются сравнительно высоким коэффициентом термического расширения, низкой теплопроводностью и плохой термостойкостью.  [c.309]

    Теплопроводность жидких и аморфных тел с понижением температуры уменьшается подобно теплоемкости. У кристаллических тел теплопроводность с понижением температуры сначала растет, достигая максимума, затем уменьшается и стремится к нулю. При низких температурах, близких к абсолютному нулю, коэффициент теплопроводности утрачивает свое значение, так как зависит от размера образца. Теплопроводность металлов в значительной степени определяется наличием электронов проводимости подобно электропроводности. Сходство механизмов теплопроводности и электропроводности для металлов находит отражение в [c.24]

    Реакция образования двуокиси тиомочевины является эк-зотермичной реакцией, в то же время для правильного ведения процесса необходимо поддерживать достаточно низкую температуру (от О до +5°). Это и побудило нас искать материал, обладающий большим коэффициентом теплопроводности. Лабораторные реакторы, изготовленные из стекла, органического стекла или пластмассы, оказались непригодными вследствие незначительной теплопередачи, что ие давало возможности быстро снимать тепло, выделяющееся в процессе реакции. Выбор был остановлен на металле. [c.351]

    Низкая теплопроводность теплоизоляционных и многих строительных материалов объясняется тем, что они имеют пористую структуру, причем в их ячейках заключен воздух, плохо проводящий тепло. Коэффициенты теплопроводности газов возрастают с повышением температуры и незначительно изменяются с изменением давления. Для большинства жидкостей значения Я, наоборот, уменьшаются при увеличении температуры. Исключение составляет вода, коэффициент теплопроводности которой несколько возрастает с повышением температуры до 130 С и при дальнейшем ее увеличении начинает снижаться. Для большинства металлов коэффициенты теплопроводности уменьшаются с возрастанием температуры. Значения Я резко снижаются при наличии в металлах примесей. [c.279]

    Графитовая пряжа обладает всеми свойствами текстильной пряжи в сочетании со свойствами, характерными для графитовых материалов высокой электропроводностью и теплопроводностью, инертностью практически ко всем коррозионным средам в широком температурном интервале, отсутствием деформаций при высоких температурах (не плавится), низким коэффициентом линейного термического расширения, увеличением прочности с температурой, низкой плотностью, термостойкостью, высокой чистотой, отсутствием смачиваемости большинством расплавленных металлов.  [c.329]

    Теплопроводность сильно зависит от чистоты металлов. Теплопроводность сплавов, как правило, ниже, чем у чистых металлов. На величине коэффициента теплопроводности сказывается способ предварительной обработки сплава. Так, установлено, что теплопроводность деформируемых сплавов несколько выше, чем литейных. В области низких температур для некоторых чистых металлов наблюдается резкое увеличение теплопроводности. Однако при температурах, близких к температуре жидкого гелия, тепло-гароводность снижается еще более резко до весьма малых значений. [c.505]

    Использование этих материалов в разнообразных областях техники и промышленности обусловлено их уникальными свойствами. Угольные и графитовые материалы обладают высокой огнеупорностью, инертностью ко многим металлам, шлакам выше температуры их плавления и другим коррозионным средам. Они имеют высокую механическую прочность, которая сохраняется, а у графита даже растет с повышением температуры. Отношение прочности к удельному весу при комнатных температурах у пиролитического графита составляет 10, что превышает аналогичную величину для вольфрама и нержавеющей стали. Низкий коэффициент линейного расширения позволяет получать конструкционные изделия из углеграфитовых материалов, отличающиеся постоянством размеров при повышенных температурах. Они обладают довольно хорошей тепло- и электропроводностью. Теплопроводность пиролитического графита, например, вдоль слоев выше, чем у меди, а в направлении, перпендикулярном слоям, — ниже, чем у керамики. Высокая теплопроводность графита в сочетании с низкими модулем упругости и коэффициентом линейного расширения обеспечивают ему высокую термическую стойкость и снижают до минимума возможность растрескивания изделий из графита при тепловых ударах. [c.3]

    Коэффициент теплопроводности данного материала зависит от многих факторов. Небольшое количество примесей в чистом металле приводит к значительным иотерям теплопроводности. Облучение быстрыми нейтронами может вдвое и даже больше уменьшить теплопроводность металлов или керамических материалов. Как видно из рис. З.Ь температура существенно влияет на коэффициент теплопроводности. Давление оказывает слабое влияние на теплопроводность газа, содержащегося в пористых материалах, до тех пор, пока межзерен-иые промежутки не станут меньше среднего пути свободного пробега молекул газа. Как показано на рис. 3.2, влияние давления становится существенным при давлениях ниже примерно 10 мм рт. ст. 6]. При низких температурах, когда тепловые потоки излучения малы, молено обеспечить надежную теплоизоляцию путем откачивания газа из пространства между двумя полированными поверхностями до давления 0,01 мм рт. ап. или менее. Еще лучшие термоизоляционные свойства можно получить, заполнив вакуумированный промежуток между поверх юстями отражающим изоляционным мате ) налом. Исключительно хорошими теплоизоляционными свойствами обладает многослойная теплоизоляция, применяемая для криогенного оборудования. Она состоит из нескольких тысяч перемежающихся слоев алюминиевой фольги и пластиковой пленки или стеклянной ткани толщиной в сотые доли миллиметра. Откачивая пространство между слоями, можно получить коэффициент теплопроводности при криогенных температурах до 1,73-10″ вт1 м-град). [c.40]

    Наиболее премлемыми теплоносителями этого типа являются щелочные и тяжелые металлы и их сплавы. Физические свойства жидких металлов существенно отличаются от свойств обычных теплоносителей- воды, масла и др. У металлов больше удельный вес и коэффициент теплопроводности значение же теплоемкости ниже, особенно мало значение числа Прандтля (Prs 0,005-r-0,05). Низкие значения числа Рг объясняются более высоким коэффициентом теплопроводности например, при температурах 100—700 °С коэффициент теилопро-водности натрия Х 86-ь59 Вт/(м-К) для калия Яг=46-ь28 Вт/(м-К). [c.242]

    При выводе формул предполагалось, что отдельные слои тесно прилегают друг к другу и поэтому обладают в плоскостях соприкосновения одинаковой температурой. Однако, если поверхности соприкосновения являются шероховатыми, то полное соприкосновение по всей плоскости соприкасания невозможно между отдельными слоями имеются воздушные прослойки. Наличие воздушных прослоек из-за низкого значения коэффициента теплопроводности воздуха (Я = 0,02) в значительной степени уменьшает теплопроводность многослойной стенки. Такое же действие производят окислы металлов. Поэтому при измерении теплопроводности многослойной стеики следует учитывать тшательность выполнения контакта между отдельными слоями. [c.25]

    При измерении температуры до 200° С улучшение теплоотдачи от гильзы к термометру достигается заполнением зазора менкомпрессорным маслом, а при более высоких температурах — бронзовыми или меднйми опилками. Для уменьшения погрешности, связанной с теплоотводом через гильзу, ее следует изготовлять из металла с низким коэффициентом теплопроводности (например, из нержавеющей стали), а толщину стенки и внутреннш диаметр гильзы выбирать минимально возможными. [c.67]

    Для получения долговечных скользящих слоев самосмазывающиеся детали могут быть изготовлены из твердых смазочных материалов, металлов или пластмасс путем спекания, пропитки в вакууме, экструзии или прессования под высоким давлением при высоких или низких температурах. Таким пластмассам, как найлон, фенольные смолы, поликарбонаты, полипропилен, поли-ацетали, полиимиды, политетрафторэтилен и графит может быть придана форма корпуса или ленты для сферических радиальных подшипников или сепаратора для подшипников качения. Для упрочения и термической стойкости к этим соединениям добавляют стеклянные, углеродистые и керамические волокна, а в качестве твердого смазочного материала вводят MoSg, графит, Си, РЬ, Ni и Со. Эти материалы имеют высокую химическую и термическую стабильности и диэлектрические свойства. К недостаткам их относят плохую теплопроводность, высокий коэффициент термического расширения и недостаточную прочность. [c. 177]

    Жидкости, кроме расплавленных металлов, имеют низкие коэффициенты теплопроводности [А,Расплавленные металлы имеют Ж100 Вт/(м-К). Для большинства материалов зависимость коэффициента теплопроводности от температуры носит линейный характер  [c.118]

    Стеклопласты на основе полимерных материалов, в отличие от металлов, обладают малой теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности у стеклопластов при 20° составляет 0,02 кал/см-град-сек в то вр ля, как у стали он равен 0,07—0,10, а у алюминия и его сплавов — 0,4—0,5. Низкая теплопроводность стеклопластов в ряде случаев является их преимуществом перед металлами. Так, благодаря низкой теплопроводности детали из стеклопластмасс, подвергающиеся неоднократному кратковременному воздействию очень высоких температур (примерно 2500°), оказываются более стойкими и прочными, чем детали из стали. Кратковременное действие высокой температуры на стеклопласт приводит только к разрушению поверхностных слоев детали, в то время как деталь из металла сгорает или теряет прочность. В настоящее время установлено, что некоторые стеклопласты, благодаря низкой теплопроводности, при воздействии температур 200—300° теряют прочность меньше, чем алюминий, магний и их сплавы. Поэтому при длительной работе при температурах свыше 200° С рекомендуется применять специальные жаропрочные стеклопластмассы, например, стеклопласты на основе кремнийорганических и меланиновых смол. Из сопоставления характеристик механической прочности стеклопластов и металлов следует, что стеклопласты могут быть использо- [c.133]

    Свинец относится к группе легкоплавких металлов, так как температура плавления его 327° С. Он характеризуется низкой прочностью и высокой пластичностью. Чистый свинец имеет предел прочности при растяжении 1,4 кГ1мм , модуль упругости 1500—1700 кГ1мм . Коэффициент теплопроводности свинца составляет 29—30 тал (м-ч- град). Большой удельный вес свинца (11,34 Г/см ) и низкая прочность затрудняют его применение в качестве конструкционного материала.  [c.114]

    Знак минус В уравнении (ИМ) отражает передачу тепла в направлении уменьшения температуры. Градиент температуры dtldn означает изменение температуры на единицу длины в направлении нормали к рассматриваемой изотермической поверхности, имеющей температуру /. Соседняя изотермическая поверхность имеет температуру t+di. Из уравнения (111-1) следует, что коэффициент теплопроводности л численно равен количеству тепла, которое проходит через единицу поверхности в единицу времени при градиенте температур, равном единице. Наибольшее значение величины к наблюдается для металлов [500>Я>-]0 Вт/(м-К)], наименьшее для газов [Ж устройства тепловой изоляции. [c.118]

    Анализ данных о теплопроводности металлов показывает, что большую теплопроводность имеют те из них, которые известны как лучшие проводники электричества. Первое сообш ение об этом сделано Видеманом и Францем в 1853 г., когда они обнаружили, что при данной температуре отношение коэффициентов теплопроводности и электропроводности примерно одинаково для всех металлов. То, что это соотношение не применимо к неметаллическим телам, привело к заключению о двойственности механизма теплопроводности в твердых телах. Один механизм, свойственный только проводникам электричества, предусматривает, что тепло, как и электричество, проводится свободными электронами, которые движутся через решетку металла наподобие молекул газа. Эта теория, являющаяся основой закона Видемана — Франца, подтверждается тем фактом, что тщательно выращенные кристаллы очень чистых металлов имеют обычно высокую теплопроводность. Например, для меди измерения коэффициента теплопроводности при очень низких температурах дали значения от 7500 до 10 500 ккал1ч М-град. [c.253]

    Весьма перспективно для химической технологии теплообмен ное устройство, называемое теплопроводом. Оно пред ставляет собой полностью закрытую металлическую трубу с лю быми профилями сечения, футерованную каким-либо пористо капиллярным материалом (фитилем), например, шерстяной тканью, стекловолокном, сетками, пористыми металлами, полимерами, керамикой и т. п. В полость трубы подается теплоноситель в количестве, достаточном для полной пропитки фитиля. Температура кипения теплоносителя должна обеспечивать отвод тепла (путем испарения) из охлаждаемого рабочего пространства химического реактора или другого аппарата интервал зон температуры — от какой угодно низкой до 2000 °С. В качестве теплоносителя используют металлы (Сз, К, На, Ы, РЬ, А и др.), высоко кипящие органические жидкости, расплавы солей, воду, аммиак, жидкий азот и др.). Предпочтительны жидкости с высокой скрытой теплотой испарения, большим поверхностным натяжением, низкими плотностью и вязкостью. Трубка одной своей частью располагается в зоне отвода тепла, а остальной частью — в зоне конденсации паров. Пары теплоносителя, образовавшиеся в первой зоне, конденсируются во второй зоне, а конденсат возвращается в первую зону под действием капиллярных сил фитиля. Благодаря большому количеству центров парообразования резко падает перегрев жидкости при ее кипении и значительно возрастает коэффициент теплоотдачи при испарении (в 5—10 раз). Особенностью теплопровода является очень высокая эффективная теплопроводность вдоль потока пара (на 3—4 порядка больше, чем у серебра, меди и алю.миния), что обусловлено низким температурным градиентом вдоль трубы. Мощность теплопровода определяется капиллярным давлением, компенсирующим потери напора парового и жидкостного потоков. [c.336]

    Принцип работы вакууметров Пирани и термопарного основан на изменении теплопроводности с давлением. При низких давлениях теплопроводность линейно возрастает с увеличением давления. Эти вакууметры работают таким образом, чю в них поддерживается постоянная подача энергии к нагреваемому элементу. Элемент состоит из нити или пластинки, изготовленной из некоторых металлов (таких, как вольфрам, никель или платина), имеющих большой температурный коэффициент сопротивления и не подвергающихся воздействию газов или паров, давление которых измеряется, при температурах нити. Когда давление возрастает или уменьшается, потеря тепла от нагретого элемента будет происходить с разной скоростью и тем самым приводить к изменению температуры. Поэтому такого рода вакууметры сводятся к устройству для измерения температуры нагретого элемента. [c.487]

Теплопроводность основных строительных материалов

Когда имеется в виду теплопроводность строительных материалов, подразумевают характеристику тела, выраженную в цифрах, о способности проводить тепло. Чтобы проводить сравнение показателей расчетов во время строительства, была разработана специальная таблица теплопроводности. Согласно ее данным можно подобрать нужную прочность материала, определить паропроницаемость основной массы строительных материалов.

Схема теплопроводности и толщины материалов.

Важные сведения о теплопроводности

Процесс перехода тепла, происходящий между молекулами однородного тела, обладающими различной температурой, называется теплопроводностью строительных материалов. В рамках данного процесса мельчайшие частицы, из которых состоит тело, активно обмениваются энергией атомов. При этом атомы тела начинают быстро и хаотично двигаться. Такому тепловому обмену подвержено любое физическое тело, в котором имеет место неодинаковое распределение температуры. Механизм теплопроводности во многом зависит от состояния вещества в конкретный момент.

Каждое вещество по-разному проводит тепло. Для измерения был введен коэффициент, который показывает величину удельной теплопроводности. Цифровое выражение этой характеристики соответствует количеству тепла, проходящему через материал толщиной в 1 м.

Таблица теплопроводности утеплителей.

Несколько десятилетий назад ученые считали, что передача тепловой энергии зависит от перехода тепла из одного тела в другое. Проведенные исследования опровергли это мнение. Сегодня теплопроводность представляет собой естественное желание объектов получить термодинамическое равновесие. Это происходит после выравнивания температуры тела.

Строительные материалы с высокой пористостью отличаются низкой теплопроводностью. Ее нельзя сравнивать с теплопроводностью, которой обладают строительные материалы высокой плотности. Тепловой поток данных материалов движется сквозь поры, которые заполнены воздухом. Благодаря низкой воздушной теплопроводности возникает мощное сопротивление направленному движению тепла. Когда пористость материалов одинакова, теплопроводность будет ниже у материала, имеющего самый маленький диаметр пор. Если поры имеют большие размеры, передача тепла происходит за счет конвекции. Передвижение теплоты ускоряется, если имеются сообщающиеся большие поры.

Когда проводится проектирование теплоизоляции, необходимо помнить, что, если будет иметь место повышенная влажность, теплопроводность самих строительных материалов увеличивается в разы. Это связано с тем, что поры, в которые попала вода, намного лучше пропускают тепло.

Влияет на теплопроводность структура материала. Направление волокон материала делает теплопроводность различной. Например, у дерева, имеющего волокна, расположенные вдоль, термическое сопротивление намного меньше, чем у древесины, у которой волокна расположены поперек. Следовательно, теплопроводность паркетного пола сильно уступает такому же показателю пола, сделанному из другого дерева.

Схема сравнения теплопроводности стен из газобетона и кирпича.

Такую зависимость нужно учесть, когда применяются слоистые материалы.

Сегодня можно смело утверждать, что теплопроводность — одно из важнейших качеств строительных материалов, которые применяются для строительства:

• стен;
• перекрытий;
• изоляции;
• холодильников;
• котлов.

От правильного использования теплоизоляционных материалов, из которых делаются ограждающие конструкции, во многом зависят денежные расходы при оплате отопления зимой.

Вернуться к оглавлению

Значение коэффициента теплопроводности строительных материалов

Он равен количеству теплоты, которое проходит сквозь материал, имеющий толщину 1 м, в течение одного часа. Причем температура может отличаться на противоположных сторонах только на один градус. Сам параметр измеряется в ваттах.

Применение такого параметра было вызвано требованиями правильного выбора фасада, чтобы получить максимальную теплоизоляцию. Только соблюдение этого условия позволит чувствовать себя комфортно жильцам здания. Кроме того, данный аспект помогает выбрать вещество для дополнительного утепления здания. Ошибки расчета в данном случае недопустимы, так как может произойти сдвиг точки росы, стены начнут мокнуть. В таком доме всегда холодно, он полон сырости.

В основном теплопроводность — это показатель степени теплоизоляции. Конечно, ее можно считать важнейшим параметром во время строительства. Именно данный параметр помогает построить дом теплым и уютным.

Использование коэффициента теплопроводности имеет под собой веские основания. Сегодня наиболее актуальной является проблема сохранения тепла помещений, строящихся зданий. Разговор касается самой обычной экономии.

Ведь для сохранения нормальной температуры жилого здания требуется много топлива.

При плохой теплоизоляции топлива потребуется намного больше.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность современных строительных материалов

Свойства и классификация современных строительных материалов.

Совсем недавно лучшие теплоизоляционные параметры имели деревянные дома. К примеру, сосна имеет коэффициент теплопроводности 0,18 Вт/м* К. Однако на данный показатель могут оказать влияние самые разные нюансы. Очень важна при этом величина плотности древесины, показатель влажности. Поэтому, когда строится дом из бревен, их предварительно подвергают специальной подготовке.

Всякая древесина обладает индивидуальными характеристиками теплопроводности. Например, сосновый брус сделает дом весьма теплым, зато осина не подходит для возведения дома.

Новейшие технологии помогли получить новейший материал, получивший название газосиликат. Он состоит из бетонной основы, куда была добавлена алюминиевая пудра. В результате получилась пористая структура. Воздушные камеры намного увеличивают значение коэффициента теплопроводности. У газосиликата он превзошел показатель древесины и достиг 0,12 Вт/м* К, при плотности материала около 500 кг/м³. Более низкая теплопроводность у пенобетона — 0,38 Вт/м* К.

Однако даже при такой разнице стоимость газосиликата намного выше стоимости пенобетона. В связи с этим пенобетон получил большую популярность.

Классическим материалом при строительстве зданий является кирпич. За счет огромного многообразия этого материала, разных форм и габаритов, теплопроводность также имеет различные показатели.

Таблица теплопроводности утеплителей.

При выборе конкретного вида материалов нужно обязательно учитывать, как будет эксплуатироваться здание, какой климат в месте расположения дома. Эти параметры будут являться главными характеристиками, когда проводится анализ данных строительных материалов. Важнейшим считается коэффициент теплопроводности.

Когда строятся архитектурные здания, запрещается иметь большую теплопроводность строительного материала. Чем выше показатель теплопроводности, тем хуже теплоизоляционные свойства материала. Именно они поддерживают определенную температуру в помещении.

Когда строительные материалы имеют низкую теплопроводность, в помещении сохраняется комнатная температура, независимо от погоды за окном. Это происходит из-за появления диффузии между частицами, имеющими разную температуру.

Вернуться к оглавлению

Как на практике применяется низкая теплопроводность?

Новейшие технологии изготовления теплоизолирующих материалов открывают много возможностей для работы строительной индустрии. Совсем необязательно в наше время иметь дома, у которых стены отличаются большим значением толщины. Чтобы здание стало энергоэффективным, можно при строительстве совмещать различные виды материалов.

http://ostroymaterialah.ru/www.youtube.com/watch?v=iTAN9cIP7Ns

Кирпич отличается низкой теплопроводностью. Для компенсации применяют дополнительный утеплитель. С этой целью часто используют пенополистирол. Данный материал обладает коэффициентом теплопроводности, равным 0,03 Вт/м град.

Сегодня вместо очень дорогостоящих кирпичных домов, имеющих низкую эффективность энергосбережения, различных видов каркасного строительства, монолитных зданий, стены которых делаются из тяжелого бетона, воздвигаются здания с применением ячеистого бетона. Технологические характеристики этого материала аналогичны параметрам древесины.

http://ostroymaterialah.ru/www.youtube.com/watch?v=IkBtZSqC6Nc

Дом из такого материала никогда не имеет промерзших стен, даже когда на улице лютые морозы.

Сравнительная таблица теплопроводности современных строительных материалов

Таблица теплопроводности строительных материалов. Характеристики и сравнение строительных материалов

Строительство коттеджа или дачного дома – это сложный и трудоемкий процесс. И для того, чтобы будущее строение простояло не один десяток лет, нужно соблюдать все нормы и стандарты при его возведении. Поэтому каждый этап строительства требует точных расчетов и качественного выполнения необходимых работ.

Одним из самых важных показателей при строительстве и отделке строения является теплопроводность строительных материалов. СНИП (строительные нормы и правила) дает полный спектр информации по данному вопросу. Ее необходимо знать, чтобы будущее здание было комфортным для проживания как в летний, так и в зимний период.

Идеальный теплый дом

От конструктивных особенностей строения и применяемых при его возведении материалов зависит комфорт и экономичность проживания в нем. Комфорт заключается в создании оптимального микроклимата внутри вне зависимости от внешних погодных условий и температуры окружающей среды. Если материалы подобраны правильно, а котельное оборудование и вентиляция установлены согласно нормам, то в таком доме будет комфортная прохладная температура летом и тепло зимой. К тому же если все материалы, используемые при строительстве, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, то расходы на энергоносители при отоплении помещений будут минимальны.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – это передача тепловой энергии между непосредственно соприкасающимися телами или средами. Простыми словами теплопроводность – это способность материала проводить температуру. То есть, попадая в какую-то среду с отличающейся температурой, материал начинает принимать температуру этой среды.

Этот процесс имеет большое значение и в строительстве. Так, в доме с помощью отопительного оборудования поддерживается оптимальная температура (20-25°C). Если температура на улице будет ниже, то когда отключается отопление, все тепло из дома через некоторое время выйдет на улицу, и температура понизится. Летом происходит обратная ситуация. Чтобы сделать температуру в доме ниже уличной, приходится использовать кондиционер.

Коэффициент теплопроводности

Потеря тепла в доме неизбежна. Она происходит постоянно, когда температура снаружи меньше, чем в помещении. А вот ее интенсивность – это переменная величина. Она зависит от множества факторов, главными среди которых являются:

• Площадь поверхностей, участвующих в теплообмене (крыша, стены, перекрытия, пол).
• Показатель теплопроводности строительных материалов и отдельных элементов здания (окна, двери).
• Разница между температурами на улице и внутри дома.
• И другие.

Для количественной характеристики теплопроводности строительных материалов используют специальный коэффициент. Используя этот показатель, можно довольно просто рассчитать необходимую теплоизоляцию для всех частей дома (стены, крыша, перекрытия, пол). Чем выше коэффициент теплопроводности строительных материалов, тем больше интенсивность потери тепла. Таким образом, для постройки теплого дома лучше применять материалы с более низким показателем этой величины.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов, как и любых других веществ (жидких, твердых или газообразных), обозначается греческой буквой λ. Единицей его измерения является Вт/(м*°C). При этом расчет ведется на один квадратный метр стены толщиной в один метр. Разница температур здесь берется 1°. Практически в любом строительном справочнике имеется таблица теплопроводности строительных материалов, в которой можно посмотреть значение этого коэффициента для различных блоков, кирпичей, бетонных смесей, пород дерева и других материалов.

Определение потерь тепла

Потери тепла в любом здании всегда есть, но в зависимости от материала они могут изменять свое значение. В среднем потеря тепла происходит через:

• Крышу (от 15 % до 25 %).
• Стены (от 15 % до 35 %).
• Окна (от 5 % до 15 %).
• Дверь (от 5 % до 20 %).
• Пол (от 10 % до 20 %).

Для определения потерь тепла применяют специальный тепловизор, который определяет наиболее проблемные места. Они выделяются на нем красным цветом. Меньшая потеря тепла происходит в желтых зонах, далее – в зеленых. Зоны с наименьшей потерей тепла выделяются синим цветом. А определение теплопроводности строительных материалов должно проводиться в специальных лабораториях, о чем должен свидетельствовать сертификат качества, прилагаемый к продукции.

Пример расчета потерь тепла

Если взять, к примеру, стену из материала с коэффициентом теплопроводности 1, то при разности температур с двух сторон этой стены в 1°, потери тепла составят 1 Вт. Если же толщину стены взять не 1 метр, а 10 см, то потери составят уже 10 Вт. В случае, если разность температур будет 10°, то тепловые потери также составят 10 Вт.

Рассмотрим теперь на конкретном примере расчет потери тепла целого здания. Высоту его возьмем 6 метров (8 с коньком), ширину – 10 метров, а длину – 15 метров. Для простоты расчетов берем 10 окон площадью 1 м 2 . Температуру внутри помещения будем считать равную 25°C, а на улице -15°C. Вычисляем площадь всех поверхностей, через которые происходит потеря тепла:

• Окна – 10 м 2 .
• Пол – 150 м 2 .
• Стены – 300 м 2 .
• Крыша (со скатами по длинной стороне) – 160 м 2 .

Формула теплопроводности строительных материалов позволяет вычислить коэффициенты для всех частей здания. Но проще использовать уже готовые данные из справочника. Там есть таблица теплопроводности строительных материалов. Рассмотрим каждый элемент по отдельности и определим его тепловое сопротивление. Оно рассчитывается по формуле R = d/λ, где d – толщина материала, а λ – коэффициент его теплопроводности.

Пол – 10 см бетона (R=0,058 (м 2 *°C)/Вт) и 10 см минеральной ваты (R=2,8 (м 2 *°C)/Вт). Теперь складываем эти два показателя. Таким образом, тепловое сопротивление пола равняется 2,858 (м 2 *°C)/Вт.

Аналогично считаются стены, окна и кровля. Материал – ячеистый бетон (газобетон), толщина 30 см. В таком случае R=3,75 (м 2 *°C)/Вт. Тепловое сопротивление пластового окна — 0,4 (м 2 *°C)/Вт.

Кровлю будем считать из минеральной ваты толщиной в 10 см и профлиста. Так как металл имеет высокий коэффициент теплопроводности, то профлист в расчет не берем. Тогда R крыши составит 2,8 (м 2 *°C)/Вт.

Следующая формула позволяет выяснить потери тепловой энергии.

Q = S * T / R, где S – площадь поверхности, T – разница температур снаружи и внутри (40°C). Рассчитаем потери тепла для каждого элемента:

• Для крыши: Q = 160*40/2,8=2,3 кВт.
• Для стен: Q = 300*40/3,75=3,2 кВт.
• Для окон: Q = 10*40/0,4=1 кВт.
• Для пола: Q = 150*40/2,858=2,1 кВт.

Далее все эти показатели суммируются. Таким образом, для данного коттеджа тепловые потери составят 8,6 кВт. А для поддержания оптимальной температуры потребуется котельное оборудование мощностью не менее 10 кВт.

Материалы для внешних стен

На сегодняшний день существует множество стеновых строительных материалов. Но наибольшей популярностью в частном домостроении по-прежнему пользуются строительные блоки, кирпичи и дерево. Основные отличия – это плотность и теплопроводность строительных материалов. Сравнение дает возможность выбрать золотую середину в соотношении плотность/теплопроводность. Чем выше плотность материала, тем выше его несущая способность, а следовательно, и прочность конструкции в целом. Но при этом ниже его тепловое сопротивление, а как следствие, расходы на энергоносители выше. С другой стороны, чем выше тепловое сопротивление, тем ниже плотность материала. Меньшая плотность, как правило, подразумевает наличие пористой структуры.

Чтобы взвесить все за и против, необходимо знать плотность материала и его коэффициент теплопроводности. Следующая таблица теплопроводности строительных материалов для стен дает значение этого коэффициента и его плотность.

Теплопроводность утеплителей — сравнительная таблица

В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

• Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

• Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены.

Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

• Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

• Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Таблица теплопроводности материалов

• Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

• Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

• Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

Достоинства и недостатки утеплителей

1. Пенополиуретан– на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

Виды ППУ

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

1. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

1. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

1. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

1. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

1. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

1. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Заключение

Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Сравнение теплопроводности строительных материалов — изучаем важные показатели

Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении.

Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

Назначение теплопроводности

Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.

Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

• Пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;

• Повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;

• Повышенная влажность увеличивает данный показатель.

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике.

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений.

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

• Показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;

• Влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;

• Толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;

• Важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;

• Термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;

• Экологичность и безопасность;

• Звукоизоляция защищает от шума.

В качестве утеплителей применяются следующие виды:

• Минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;

• Пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;

• Базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;

• Пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

• Пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;

• Экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

• Пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей.

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить , что пена не образует стыков.

Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице.

При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

таблица сравнения с другими материалами и расчет толщины слоя утеплителя в зависимости от теплопроводности

В технической литературе пенополиуретан описывается как материал с самой низкой теплопроводностью в списке стандартных термоизоляционных материалов. Пенополистирол и жесткий пенополиуретан с низкой плотностью (от 20 до 50 кг/м³) по праву стали самыми используемыми материалами для промышленных холодильных и морозильных камер и других систем, где требуется повышенная термоизоляция. В этом заслуга низкой теплопередачи. Для сравнения теплопроводность жесткого пенополиуретана в разы ниже теплопроводности  минеральной ваты и всех других популярных утеплителей.

Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана и других материалов

Именно низкая теплопроводность делает ППУ оптимальным материалом для термоизоляции. Коэффициент теплопроводности жесткого  пенополиуретана составляет 0,019 – 0,028 Вт/м*К. Этот показатель определяет количество теплоты, которая проходит сквозь куб материала со стороной в 1 м за 1 секунду при единичном изменении температуры в 1 Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет обеспечить необходимую теплоизоляцию при минимальном слое покрытия. Например, теплопроводность пенопласта составляет 0,04 – 0,06 Вт/м*К, т.е. понадобится в 2-3 раза более толстый слой пенопласта, чем пенополиуретана. В видео ниже поясняется понятие теплопроводности и его применение в строительстве:

Совет от профессионала

Если вы хотите сравнить теплопроводность различных строительных материалов, необходимо поделить их коэффициенты теплопроводности. К примеру, теплопроводность минваты и ППУ соотносятся как 0,052/0,019=2,74. Это означает, что слой пенополиуретана в 10 см равен 27,4 см слою минеральной ваты по своим утепляющим свойствам. Если брать теплопроводность керамзита и ППУ, то соотношение будет 0,18/0,019=9,47. То есть слой керамзита должен быть почти в 10 раз толще.

Ниже приведена теплопроводность строительных материалов в таблице

*Цифры могут изменяться в зависимости от производителя, погодных условий, точного состава.

Как рассчитать необходимую толщину слоя ППУ-утеплителя?

Для расчета необходимого количества материалов для утепления дома или другой постройки необходимо обратиться к нормативам СНиП 23-02-2003 и рассчитать следующие параметры:

Rreq = a*Dd + b

Dd = (Tint – Tht)*Zht

Δ=Rreq*λ

Rreq – сопротивление теплопередачи

a и b – коэффициенты из таблиц СНиП

Dd – градусо-сутки отопительного сезона

Tint – внутренняя температура помещения, которую необходимо поддерживать

Tht – средняя температура воздуха снаружи помещения

Zht – длительность периода отопления

Δ – искомая толщина слоя ППУ-утеплителя

Λ — теплопроводность

Сопротивление теплопередачи рассчитывается для цельной конструкции, поэтому для расчета сопротивления теплопередачи ППУ необходимо вычесть из общего показателя сопротивления теплопередачи других составных материалов покрытия (например, для стены нужно также учитывать теплопроводность штукатурки и кирпича).

Для примера, возьмем минимальную теплопроводность ППУ, равную 0,019. Используя данные из СНиП для стандартных стен жилого дома – Rreq=3,279 рассчитаем толщину теплоизоляционного покрытия из ППУ – Δ = 3,279*0,019= 0,0623 м (т.е. 6,23 см). Если вам посчастливится приобрести самый термостойкий пенополиуретан с таким низким коэффициентом теплопроводности, достаточная толщина термоизоляционного слоя всего 6 см.

В сравнении с другими утеплителями наиболее тонкий слой утепления дает именно пенополиуретан, теплопроводность которого ниже, чем у любого другого материала. Поэтому нередко утепление ППУ обходится дешевле, чем использование менее совершенных вариантов теплоизоляции.

Теплопроводность

Что такое теплопроводность

В предыдущей главе мы рассматривали явление передачи тепла от одного предмета к другому, явление передачи внутренней энергии. Также внутренняя энергия может передаваться от одной части тела к другому. Если нагреть гвоздь с одного конца, то через некоторое время и другой его конец тоже нагреется.

Итак, теплопроводность — это процесс передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их контакте.

Какой теплопроводностью обладают вещества

Каждый предмет или объект в природе состоит из разного вещества. В каждом веществе молекулы находятся на разном расстоянии между собой. Следовательно, исходя из этого упрощенного варианты, можно прийти к выводу о том, что каждое тело (вещество) обладает разной теплопроводностью.

Если нагреть палку с одной стороны, то через время вторая сторона не нагревается или нагревается очень слабо, но если тот же опыт провести с гвоздем, то через время вторая сторона гвоздя также станет горячей. Можно сделать вывод о том, что дерево обладает малой теплопроводностью, а железо, из которого сделан гвоздь — большой.

Жидкости обладают меньшей теплопроводностью. Самой малой теплопроводностью обладают газы. Ну и почти отсутствует теплопроводность в вакууме, так как в нем расстояние между частицами очень велико. По такому принципу построены термосы, которые могут сохранять температуру внутри продолжительное время. Дело в том, что между стенками термоса откачан воздух и содержится практически вакуум. Из-за этого от одной стенки к другой внутренняя энергия передается очень медленно из-за очень низкой теплопроводности.

Рассмотрим на видеоролике эксперимент теплопроводности для разных сред. Три банки с водой охлаждаются в холодильнике, во льду и в холодной соленой воде со льдом. Какая из трех банок охладится быстрее? В какой среде теплопроводность выше?

Значение теплопроводности в строительстве — Информио

В холодную, дождливую, ветреную погоду
мы всегда стремимся вернуться в теплый дом, где можно, сняв пальто,
почувствовать себя в тепле и уюте. Наружные стены, окна, крыша (т.е.
ограждающие конструкции) защищают наш дом от низких температур, сильного ветра,
осадков в виде дождя и снега и других атмосферных воздействий. При этом они
препятствуют прониканию тепла из внутреннего помещения наружу вследствие своего
сопротивления теплопередаче. В зависимости от толщины материала конструкция
может иметь различное сопротивление теплопередаче: чем больше толщина
материала, тем лучшими теплозащитными свойствами обладает ограждение.

Тепло может передаваться разными
способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

В чистом виде теплопроводность
наблюдается только в сплошных твердых телах. Тепло передается непосредственно
через материал или от одного материала другому при их соприкосновении. Высокой
теплопроводностью обладают плотные материалы — металл, железобетон, мрамор.
Воздух имеет низкую теплопроводность. Поэтому через материалы с большим
количеством замкнутых пор, заполненных воздухом, тепло передается плохо, и они
могут использоваться как теплоизоляционные (семищелевой кирпич, пенобетон,
вспененный полиуретан, пенопласт).

Конвекция характерна для жидких и газообразных
сред, где перенос тепла происходит в результате движения молекул. Конвективный
теплообмен наблюдается у поверхности стен при наличии температурного перепада
между конструкцией и соприкасающимся с ней воздухом. В окнах жилых домов
конвективный теплообмен происходит между поверхностями остекления, обращенными
внутрь воздушной прослойки. Нагреваясь от внутреннего стекла, теплый воздух
поднимается вверх. При соприкосновении с холодным наружным стеклом воздух
отдает свое тепло и, охлаждаясь, опускается вниз. Такая циркуляция воздуха в
воздушной прослойке обусловливает конвективный теплообмен. Чем больше разность
температур поверхностей, тем интенсивнее теплообмен между ними.

Излучение происходит в газообразной
среде путем передачи тепла с поверхности тела через пространство (в виде
энергии электромагнитных волн). Благодаря лучистому теплообмену поверхность
Земли обогревается Солнцем, находящимся от нее на расстоянии многих световых
лет.

Аналогичным образом осуществляется
передача тепла излучением между двумя поверхностями, расположенными в стене и
разделенными воздушной прослойкой. Нагретая поверхность радиатора излучает
тепло и обогревает помещение. Чем выше температура поверхности отопительного
прибора, тем сильнее обогревается помещение.

Все тела, имеющие температуру выше
абсолютного нуля, излучают тепло, которое частично отражается, частично
поглощается. Если вся падающая на тело лучистая энергия отражается, то такое
тело называется абсолютно белым. Если вся падающая энергия поглощается, то тело
называется абсолютно черным.

Строительные материалы также частично
отражают и частично поглощают энергию, хотя и в меньшей степени, чем абсолютное
белое и абсолютно черное тела. Они называются серыми телами.

Светлая и гладкая поверхность отражает
большую часть падающей энергии. Чем темнее и шершавее поверхность тела, тем
больше энергии она поглощает. Поглощенная телом лучистая энергия превращается в
тепловую и вызывает повышение температуры. Поэтому для уменьшения перегрева
помещений верхнего этажа в летнее время целесообразно покрытие крыши делать из
оцинкованной кровельной стали, а не из рубероида. Благодаря блестящей светлой
поверхности сталь отражает значительную часть излучения и нагревается меньше,
чем рубероид, имеющий темную поверхность и интенсивнее поглощающий лучистую
энергию.

Утеплять помещения идеальнее всего на
стадии его строительства.

Рисунок 1  —
Приведенное сопротивление теплопередачи для различных конструкций стен.

Теплопроводность строительных материалов
– это возможность через свою толщу проводить тепловой поток от одной
поверхности к другой.Но это свойство действует лишь в том случае, если в
изделии есть градиент потенциала переноса. Если мы имеем дело с пористыми
веществами, на теплопроводность влияет характер пор, показатель пористости, вид
вещественного состава изделия, температура и влажность.

Стоит отметить что у плотных материалов  теплопроводность выше,  чем у пористых, дело в том, что у последних
тепловой поток может идти не только через поры, заполненные воздухом, но и
через вещество изделия. Тепловой поток получает сопротивление из-за низкой
теплопроводности воздуха. Но чем меньше размер пор, тем меньшую
теплопроводность можно отметить у пористых материалов. А если присутствуют
сообщающиеся большие поры, можно говорить об увеличении переноса теплоты
движением воздуха. Таким образом, изделия, где есть сообщающиеся поры –
отличаются большей теплопроводностью.

Некоторые нюансы вносит структура
материалов и условия их теплопроводности. В частности, если при строительстве
замечено увлажнение, в таком случае резко увеличивается теплопроводность
изделий. Дело в том, что тепловой поток проходит быстрее и лучше, если поры
заполнены водой.

Кроме того, особое влияние на
теплопроводность оказывает структура материалов. Неодинаковые свойства у
изделий со слоистым и волокнистым строением. К примеру, теплопроводность пола
из деревянной торцовой шашки выше подобного образца из щитового и дощатого
паркетного пола. Это объясняется тем, что у древесных материалов термическое
сопротивление поперек вдвое больше, чем при направлении теплового потока вдоль
волокон. Такие особенности зафиксированы и при работе со слоистыми
искусственными изделиями.

Сейчас на рынке почти каждый день
появляются все новые и новые виды утеплителей. Каждый из них обладает своими
преимуществами и недостатками.  Но, из
самых популярных очень сложно выбрать нужный, потому что при сравнении
выясняется, что один лучше другого. На самом деле универсального утеплителя не
существует, и для каждой утепляемой части дома – стены, крыша, пол и так далее
– нужно подбирать свой тип.

Выбор теплоизоляционных материалов
(ТИМ), хороших для каждой конструкции дома, задачка не из легких: за последнее
десятилетие на рынке их появилось неописуемое огромное количество.

Хорошо утеплить собственный дом можно
только при всеохватывающем подходе к термоизоляции.Всеохватывающее утепление
дома позволяет: уменьшить толщину ограждающих конструкций, повысить их
теплоизоляционные свойства, понизить массу сооружений и расход стройматериалов,
а в эксплуатационный период существенно уменьшить издержки на энергию при
отоплении построек.

Строители подсчитали, что больше
половины всего тепла из дома уходит через стенки и окна, при этом, чем больше
площадь наружных поверхностей, тем выше будут теплоотдачи. Один из методов
минимизировать их знаком всем дачникам: пристройка к дому веранды и других
подсобных помещений. В прохладное время года они делают функцию буфера,
защищающего внутренние комнаты от внешнего воздуха. Самое проблемное место в
доме, исходя из убеждений теплопотерь это окна. Потому нужно верно избрать тип
оконного блока и детали его установки, также направить внимание на сопряжение
окон со стенками, толщину оконной коробки, размещение окна в плоскости стенки.
Чтоб минимизировать утраты, можно установить окна с трехслойным остеклением в
спаренных древесных рамах.

Фасад строения можно утеплить 3-мя
методами: изнутри, снаружи и утеплением внутри стенки. Предпочтение, обычно,
отдается системам внешнего утепления. Это, во-1-х, позволяет сохранить полезную
площадь помещений, а, во-2-х, не заниматься устройством пароизоляции и
воздушных зазоров, препятствующих конденсации пара. В качестве ТИМ для
фасадного утепления можно с фурором использовать минеральную вату,
стекловолокно, изделия из полистирола и др.

Такой метод утепления не только защитит
дом от воздействий наружной среды и уменьшит эксплуатационные издержки на
отопление, но и сделает лучше звукоизоляционные характеристики дома, также
облагородит его внешний облик.

Не забывайте, что показатели
теплопроводности очень важны при строительстве зданий. Ведь от грамотного
изучения технических характеристик материалов зависят будущие расходы на
отопление дома.

Библиографический список

1. Физика: Учебник
   для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / В.Ф. Дмитриева.- 6-е
   изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.
2. Строительные
   материалы и изделия: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования /Ю.Г.
   Барабанщиков. – 2-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2010.
3. Технология
   и организация строительства: Г.К. Соколов. – 7-е изд., стер. — М.: Издательский
   центр «Академия», 2010.

Низкая теплопроводность — обзор

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Теплопроводность и закон Видемана-Франца

Теплопередача за счет теплопроводности включает передачу энергии внутри материала без какого-либо движения материала в целом. Скорость теплопередачи зависит от температурного градиента и теплопроводности материала.Теплопроводность — это довольно простая концепция, когда вы обсуждаете потери тепла через стены вашего дома, и вы можете найти таблицы, которые характеризуют строительные материалы и позволяют делать разумные расчеты.

Более фундаментальные вопросы возникают, когда вы исследуете причины значительных колебаний теплопроводности. Газы передают тепло путем прямых столкновений между молекулами, и, как и следовало ожидать, их теплопроводность низкая по сравнению с большинством твердых тел, поскольку они являются разбавленными средами.Неметаллические твердые тела передают тепло посредством колебаний решетки, так что нет чистого движения среды при прохождении энергии. Такой перенос тепла часто описывают в терминах «фононов», квантов колебаний решетки. Металлы являются гораздо лучшими проводниками тепла, чем неметаллы, потому что те же самые подвижные электроны, которые участвуют в электропроводности, также участвуют в передаче тепла.

Концептуально теплопроводность можно рассматривать как контейнер для зависящих от среды свойств, которые связывают скорость потери тепла на единицу площади со скоростью изменения температуры.

Для идеального газа скорость теплопередачи пропорциональна средней молекулярной скорости, длине свободного пробега и молярной теплоемкости газа.

Для неметаллических твердых тел теплопередача рассматривается как передача посредством колебаний решетки, поскольку атомы, колеблющиеся более энергично в одной части твердого тела, передают эту энергию менее энергичным соседним атомам. Это может быть усилено совместным движением в форме распространяющихся решеточных волн, которые в квантовом пределе квантуются как фононы.На практике неметаллические твердые тела настолько изменчивы, что мы обычно просто характеризуем вещество с помощью измеренной теплопроводности при выполнении обычных расчетов.

У металлов достаточно высокая теплопроводность, и те металлы, которые являются лучшими электрическими проводниками, также являются лучшими проводниками тепла. При заданной температуре теплопроводность и электрическая проводимость металлов пропорциональны, но повышение температуры увеличивает теплопроводность при одновременном уменьшении электропроводности.Это поведение количественно выражено в законе Видеманна-Франца:

.

, где коэффициент пропорциональности L называется числом Лоренца. Качественно это соотношение основано на том факте, что перенос тепла и электрического тока происходит с участием свободных электронов в металле. Теплопроводность увеличивается со средней скоростью частиц, поскольку это увеличивает прямой перенос энергии. Однако электропроводность уменьшается с увеличением скорости частиц, потому что столкновения отвлекают электроны от прямого переноса заряда.Это означает, что отношение теплопроводности к электрической проводимости зависит от квадрата средней скорости, который пропорционален кинетической температуре.

Низкая теплопроводность железо-кремниевых сплавов в условиях ядра Земли с последствиями для геодинамо

Сравнение теплопроводности нержавеющей стали с другими металлами

Теплопроводность — это процесс, при котором тепловая энергия переносится через материю, давая материалу способность проводить тепло.Электропроводность, или проводимость, обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр. Ватт — это единица мощности, обычно определяемая либо как вольт-ампер, либо как джоули энергии в секунду. Кельвин — это абсолютная единица измерения температуры, где нулевой кельвин — это абсолютный ноль.

Материалы с хорошей теплопроводностью, например, некоторые металлы, быстро передают большое количество тепла. Например, медное дно кастрюли быстро нагревается и рассеивает это тепло по остальной части кастрюли.Плохие теплопроводники медленно переносят тепло, что может быть полезно для строительных материалов.

Теплопроводность некоторых металлов

Металлы содержат электроны, которые в первую очередь ответственны за отвод тепла. Самая высокая теплопроводность присутствует у чистейших металлов в отожженном состоянии. Металлы, которые обычно встречаются при низкотемпературных работах, включают нержавеющую сталь, углеродистую сталь и алюминий.
У некоторых металлов теплопроводность в значительной степени зависит от чистоты и состояния металла.Для криогенных (холодопроизводительных) применений используются медь и алюминий, где требуется хорошая теплопроводность. Нержавеющая сталь используется там, где подходит относительно низкая теплопроводность. Это применимо к инфраструктуре для таких вещей, как элементы каркаса.

Электропроводность алюминия

Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт на кельвин на метр. Алюминиевые сплавы имеют тенденцию иметь гораздо более низкую проводимость. Однако он редко бывает таким низким, как железо и сталь.Алюминий часто используется в электронных радиаторах из-за хорошей теплопроводности металла.

Электропроводность в углеродистой стали

Теплопроводность углеродистой стали намного ниже, чем у алюминия. Его теплопроводность составляет около 45 Вт на кельвин на метр. Этот материал — хороший и экономичный выбор для строительных элементов конструкции.

Электропроводность нержавеющей стали

Нержавеющая сталь

имеет даже более низкую проводимость, чем углеродистая сталь, около 15 Вт на кельвин на метр.Нержавеющая сталь — идеальный материал для конструкций в агрессивных средах или для конструкций из конструкционной стали, подвергающейся воздействию архитектурных сооружений (AESS).

Преимущества нержавеющей стали

Материалы с низкой теплопроводностью препятствуют передаче тепла. Это может привести к повышению энергоэффективности и стабильности материала. Низкая теплопроводность нержавеющей стали делает ее хорошим материалом для фасадов зданий, стеклянных конструкций и систем навесных стен. Нержавеющая сталь также остается стабильной при контакте с теплом, например, во время производственного процесса или в пищевом оборудовании, таком как печи и конвейеры.

Создание профилей для ваших нужд

Stainless Structurals — мировой лидер в производстве профилей из нержавеющей стали и нестандартных профилей, включая профили с острыми углами. Мы используем различные производственные технологии, чтобы предоставить нашим клиентам компоненты высочайшего качества для самых разных областей применения. Наша технология Laser Fusion особенно впечатляет. Свяжитесь с нами, чтобы получить более подробную информацию о наших продуктах и ​​инновационных производственных процессах.

Тепловые свойства металлов, проводимость, тепловое расширение, удельная теплоемкость

Почему важна теплопроводность

01-мар-2016

Повышенная теплопроводность обеспечивает более высокую скорость теплопередачи в материале с фазовым переходом, сокращая время, необходимое для полной зарядки или разрядки PCM.

Аймара Олбери, доктор философии

Теплопроводность — это внутреннее свойство материала, которое выражает его способность проводить тепло.Его часто обозначают как κ, k или λ. Теплопроводность измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт / (м · К)) и, следовательно, представляет собой измерение скорости теплового потока через материал заданной толщины на площади поверхности, перпендикулярной источнику, в результате температуры градиент (рисунок 1). Для измерения теплопроводности используются два метода: установившийся и переходный. Для стационарных методов теплопроводность определяется, когда образец достигает температурного равновесия, и генерируется постоянный сигнал.Переходные (нестационарные) методы позволяют измерять теплопроводность во время нагрева образца.

Материалы с фазовым переходом (PCM) накапливают и выделяют энергию при переходе между твердым и жидким состояниями. Эта энергия находится в форме скрытого тепла. Тепловая энергия должна течь либо в PCM, либо из него, чтобы произошел фазовый переход. Следовательно, время, необходимое для полной зарядки или разрядки ПКМ, напрямую зависит от его теплопроводности.Помимо увеличения теплопроводности ПКМ, есть несколько способов увеличить скорость плавления и замерзания ПКМ. К ним относятся увеличение турбулентности теплоносителя, увеличение площади поверхности, с которой соприкасается теплоноситель, и увеличение температурного градиента (ΔT) между PCM и теплоносителем.

Теплопроводность варьируется в зависимости от природы материала. Металлы, которые в основном используют электроны для передачи тепла, обычно имеют более высокие значения теплопроводности.Неметаллы, использующие фононы для теплопередачи, имеют более низкие. Органические ПКМ — это неметаллические соединения, которые обладают очень низкими значениями теплопроводности. Это свойство представляет проблему, когда PCM на биологической основе используются в приложениях, требующих быстрой зарядки и разрядки.

Были исследованы теплопроводящие добавки с целью улучшить общую теплопроводность таких ПКМ. Такие добавки, как расширенный графит, алюминий, медь и нитрид алюминия, могут увеличить общую чистую теплопроводность PCM и обеспечить более высокую скорость передачи тепла.Это может сократить время, необходимое для полной зарядки или разрядки PCM.

Другой подход, который может быть использован для минимизации неблагоприятного воздействия теплопроводности, заключается в использовании вариантов локализации, которые увеличивают площадь поверхности и сокращают расстояние от внешнего источника тепла до центра ПКМ. Увеличение площади поверхности, к которой может быть приложена тепловая нагрузка, и уменьшение расстояния, которое должно пройти тепло, увеличивают вероятность того, что PCM подвергнется полной зарядке или разрядке за более короткий период времени.

Увеличение турбулентности теплоносителя увеличивает скорость теплопередачи между жидкостью и PCM, тем самым улучшая скорость плавления и замерзания.