Рассчитать теплопроводность: Как рассчитать теплоотдачу 🚩 как правильно посчитать теплоотдачу 🚩 Естественные науки

Содержание

Коэффициент теплопроводности, формула и примеры

Определение и формула коэффициента теплопроводности

Коэффициентом теплопроводности является физическая величина, которая характеризует способность вещества проводить тепло.

Обозначают коэффициент теплопроводности по-разному. Встречаются обозначения: K, и некоторые другие.

Коэффициент теплопроводности газа

В соответствии с кинетической теорией для газа коэффициент теплопроводности равен:

   

где — средняя скорость теплового движения молекул, — средняя длин свободного пробега молекулы, — плотность газа, — удельная теплоемкость газа в изохорном процессе.

Коэффициент теплопроводности металлов

Металлы являются хорошими проводниками тепла. Теплопроводность в металлах реализуется при помощи (в основном) посредством того, что энергию переносят свободные электроны. Коэффициент электронной теплопроводности металлов вычисляют при помощи формулы:

   

где — постоянная Больцмана, — концентрация электронов в металле, — длина свободного пробега, которая соответствует границе энергии Ферми () для распределения электронов по температурам при T=0K, — масса электрона, — средняя скорость свободного пробега для тех же условий, что и .

Для идеального электронного газа выражение (2) преобразуется к виду:

   

где — средняя длина свободного пробега, — средняя скорость теплового движения электронов.

Надо отметить, что теплопроводность, которая осуществляется кристаллической решеткой металлов существенно меньше, чем электронная. Ее можно рассчитать для кристаллов, рассматривая перемещение фотонов по кристаллу, при помощи формулы:

   

где с — теплоемкость единицы объема, — скорость звука, — длина свободного пробега фотона

Коэффициент теплопроводности и уравнение Фурье

Коэффициент теплопроводности входит в основное уравнение, которое описывает явление переноса тепла или уравнение Фурье. Явление теплопроводности появляется , если имеется градиент температуры. В одномерном стационарном случае уравнение Фурье можно записать как:

   

где помимо коэффициента теплопроводности () имеются: — количество теплоты, которое переносится через площадку в направлении, которое совпадает с направлением нормали к , в направлении уменьшения температуры, — градиент температуры.

В нашем случае

Единицы измерения

Основной единицей измерения коэффициента теплопроводности в системе СИ является:

=Вт/м•К

Примеры решения задач

Коэффициент теплопередачи, формула и примеры

Определение и формула коэффициента теплопередачи

Процесс теплопередачи можно разделить на теплоотдачу энергии горячим веществом стенке, процесс теплопроводности внутри стенки и теплоотдачу стенки энергии холодному веществу.

Поток тепла при стационарной теплопередаче величина постоянная, то есть не зависит от времени и координат.

Теплопередача через плоскую стенку

Рассмотрим плоскую стенку, через которую происходит теплопередача. Поток тепла через нее равен:

   

где — температура холодного вещества (), — температура горячего вещества, S — площадь стенки, — коэффициент теплопередачи.

Коэффициентом теплопередачи через плоскую стенку является физическая величина () равная:

   

где — коэффициент теплоотдачи от первой среды к стенке, — коэффициент теплоотдачи от стенки ко второй среде, — толщина стенки, — коэффициент теплопроводности стенки.

Теплопередача через цилиндрическую стенку

Поток тепла свозь стенку в виде цилиндра вычисляют при помощи формулы:

   

где — линейный коэффициент теплопередачи, — высота цилиндра.

Линейным коэффициентом теплопередачи через стенку в виде цилиндра является физическая величина () равная:

   

где — внутренний диаметр цилиндра, — внешний диаметр цилиндра. Для цилиндрических стенок, у которых для расчета теплопередачи применяют формулы (1) и (2) для плоской стенки. Если цилиндр (труба) выполнен из материала с высокой теплопроводностью, то величина термического сопротивления () стенки стремится к нулю ( ), тогда коэффициент теплопроводности рассчитывают по формуле:

   

Теплопередача через шаровую стенку

Поток тепла через шаровую стенку с внутренним диаметром и наружным — , которая разделяет две среды с постоянными температурами и равен:

   

Линейным коэффициентом теплопередачи через стенку в виде шара является физическая величина () равная:

   

Единицы измерения коэффициента теплопередачи

Основной единицей измерения коэффициента теплопередачи в системе СИ является:

=Вт/м2К

=Вт/мК

=Вт/К

Примеры решения задач

Идеальный дом: теплопроводность строительных материалов (таблица)

Понятие теплопроводности

Теплопроводность

– это такое физическое свойство материала, при которой тепловая энергия внутри тела переходит от самой горячей его части к более холодной. Значение показателя теплопроводности показывает степень потери тепла жилыми помещениями. Зависит от следующих факторов:

Количественно оценить свойство предметов пропускать тепловую энергию можно посредством коэффициента теплопроводности

Очень важно сделать грамотный выбор строительных материалов, утеплителя для достижения наибольшего сопротивления теплопередачи. Просчёты или неразумная экономия в будущем могут привести к ухудшению микроклимата в помещении, сырости в здании, мокрым стенам, душным комнатам

А главное – к большим расходам на отопление.

Для сравнения ниже представлена таблица теплопроводностей материалов и веществ.

Таблица 1

Самые высокие значения имеют металлы, низкие – теплоизоляционные предметы.

Теплотехнический расчет стен из различных материалов

Среди многообразия материалов для строительства несущих стен порой стоит тяжелый выбор.

Сравнивая между собой различные варианты, одним из немаловажных критериев на который нужно обратить внимание является «теплота» материала. Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление

Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа

Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление. Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа.

Теплозащитные свойства строительных конструкций характеризует такой параметр, как сопротивление теплопередаче (Ro, м²·°C/Вт).

По существующим нормам (СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003), при строительстве в Самарской области, нормируемое значение сопротивления теплопередачи для наружных стен составляет Ro.норм = 3,19 м²·°C/Вт. Однако, при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного, допускается снижение величины сопротивления теплопередачи, но не менее допустимого значения Ro. тр =0,63·Ro.норм = 2,01 м²·°C/Вт.

В зависимости от используемого материала, для достижения нормативных значений, необходимо выбирать определенную толщину однослойной или конструкцию многослойной стены. Ниже представлены расчеты сопротивления теплопередаче наиболее популярных вариантов конструкций наружных стен.

Расчет необходимой толщины однослойной стены

В таблице ниже определена толщина однослойной наружной стены дома, удовлетворяющая требованиям норм по теплозащите.

Теплопроводность теплоемкость и плотность строительных материалов

Автор Гена Ган На чтение 16 мин. Опубликовано


В современном мире важным аспектом частного дома является его энергоэффективность. То есть способность тратить минимальное количество энергии на поддержание комфортного климата в доме. Чтобы тратить меньше энергии, необходимо позаботится о сокращении ее потерь.

Теплопроводность материалов — это способность материала сохранять тепло в холодное время и удерживать прохладу летом.

Теплоёмкость — количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания (остывания) на 1 кельвин.

Плотность — отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму. 

Теплопроводность строительных материалов

Проектированием энергоэффективных домов должны заниматься специалисты, но в реальной жизни все может быть иначе. Случается так, что владельцы домов по ряду причин вынуждены самостоятельно подбирать материалы для строительства. Им также потребуется рассчитать теплотехнические параметры, на основании которых будут проводиться термоизоляция и утепление. Поэтому нужно иметь хотя бы минимальные представления о строительной теплотехнике и ее основных понятиях, таких как коэффициент теплопроводности, в каких единицах измеряется и как просчитывается. Знание этих «азов» поможет правильно утеплить свой дом и экономно его отапливать.

Что такое теплопроводность

Теплопроводность кирпичной стены: без утеплителя; с утеплителем снаружи; с утеплителем внутри дома;

Если говорить простыми словами, то теплопроводность – это передача тепла от более горячего тела к менее горячему. Если не углубляться в подробности, то все физические материалы и вещества могут передавать тепловую энергию.

Ежедневно, даже на самом примитивном бытовом уровне мы сталкиваемся с теплопроводностью, которая проявляется у каждого материала по-разному и в очень отличающейся степени. Для примера, если мешать кипящую воду металлической ложкой – можно очень скоро получить ожег, так как ложка нагреется почти моментально. Если же использовать деревянную лопатку, то нагреваться она будет очень медленно. Этот пример наглядно показывает разницу теплопроводности у металла и дерева – у металла она в разы выше.

Коэффициент теплопроводности

Для оценки теплопроводности любого материала используется коэффициент теплопроводности (λ), который измеряется в Вт/(м×℃) или Вт/(м×К). Этот коэффициент обозначает количество тепла, которое может провести любой материал, не зависимо от своего размера, за единицу времени на определённое расстояние. Если мы видим, что какой-то материал имеет большое значение коэффициента, то он очень хорошо проводит тепло и его можно использовать в роли обогревателей, радиаторов, конвекторов. К примеру, металлические радиаторы отопления в помещениях работают очень эффективно, отлично передавая нагрев от теплоносителя внутренним воздушным массам в помещении.

Если же говорить о материалах, используемых при строительстве стен, перегородок, крыши, то высокая теплопроводность – явление нежелательное. При высоком коэффициенте здание теряет слишком много тепла, для сохранения которого внутри помещения нужно будет сооружать довольно толстые конструкции. А это влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

Коэффициент теплопроводности зависит от температуры. По этой причине в справочной литературе указывается несколько значений коэффициента, которые изменяются при увеличении температур. На проводимость тепла влияют и условия эксплуатации. В первую очередь речь идет о влажности, так как при увеличении процента влаги коэффициент теплопроводности также возрастает. Поэтому проводя такого рода расчеты нужно знать реальные климатические условия, в которых здание будет построено.

Сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопроводности – важная характеристика любого материала. Но эта величина не совсем точно описывает теплопроводные способности конструкции, так как не учитывает особенности ее строения. Поэтому более целесообразно просчитывать сопротивление теплопередачи, которое по своей сути является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Но в отличие от последнего при расчете учитывается толщина материала и другие важные особенности конструкции.

При строительстве, как правило, используются многослойные конструкции. Одним из таких слоев является утеплительный материал, который максимально повышает значение термического сопротивления. Каждый слой такой конструкции имеет свое сопротивление и его нужно рассчитывать исходя из коэффициента теплопроводности и толщины материала. Суммировав сопротивления всех слоев, мы получим общее сопротивление всей конструкции.

Важно отметить, что воздушные прослойки, которые находятся в конструкции перегородки и не сообщаются с внешним воздухом, значительно увеличивают общее сопротивление теплопередаче.

Современные тенденции строительства предусматривают использования в качестве утеплителя синтетических материалов, которые обладают отличными характеристиками, удобны и просты в монтаже.

Коэффициенты теплопроводности плотности и теплоемкости рассчитаны почти для всех строительных материалов. Ниже приведена таблица с информацией о коэффициентах для всех материалов, которые могут использоваться при строительстве зданий. Даже просто взглянув на эти данные, становится понятно, насколько разная проводимость тепла у строительных материалов и насколько сильно могут отличаться значения коэффициентов. Для упрощения выбора материала покупателем, производители указывают значение коэффициента теплопроводности в паспорте на свой товар.


МатериалПлотность, кг/м3Теплопроводность, Вт/(м·град)Теплоемкость, Дж/(кг·град)
ABS (АБС пластик)1030…10600.13…0.221300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках1000…18000.29…0.7840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—721100…12000.21
Альфоль20…400.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83)2600221840
Асбест волокнистый4700.161050
Асбестоцемент1500…19001.761500
Асбестоцементный лист16000.41500
Асбозурит400…6500.14…0.19
Асбослюда450…6200. 13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78)1500…17001670
Асботермит5000.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста18000.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста18000.64…0.52
Асбоцемент войлочный1440.078
Асфальт1100…21100.71700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)21001.051680
Асфальт в полах0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM14000.22
Аэрогель (Aspen aerogels)110…2000.014…0.021700
Базальт2600…30003.5850
Бакелит12500.23
Бальза110…1400. 043…0.052
Береза510…7700.151250
Бетон легкий с природной пемзой500…12000.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня24001.51840
Бетон на вулканическом шлаке800…16000.2…0.52840
Бетон на доменных гранулированных шлаках1200…18000.35…0.58840
Бетон на зольном гравии1000…14000.24…0.47840
Бетон на каменном щебне2200…25000.9…1.5
Бетон на котельном шлаке14000.56880
Бетон на песке1800…25000.7710
Бетон на топливных шлаках1000…18000.3…0.7840
Бетон силикатный плотный18000.81880
Бетон сплошной1. 75
Бетон термоизоляционный5000.18
Битумоперлит300…4000.09…0.121130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)1000…14000.17…0.271680
Блок газобетонный400…8000.15…0.3
Блок керамический поризованный0.2
Бронза7500…930022…105400
Бумага700…11500.141090…1500
Бут1800…20000.73…0.98
Вата минеральная легкая500.045920
Вата минеральная тяжелая100…1500.055920
Вата стеклянная155…2000.03800
Вата хлопковая30…1000.042…0.049
Вата хлопчатобумажная50…800. 0421700
Вата шлаковая2000.05750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67100…2000.064…0.076840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка100…2000.064…0.074840
Вермикулитобетон300…8000.08…0.21840
Войлок шерстяной150…3300.045…0.0521700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат(пеноблок)300…10000.08…0.21840
Газо- и пенозолобетон800…12000.17…0.29840
Гетинакс13500.231400
Гипс формованный сухой1100…18000.431050
Гипсокартон500…9000.12…0.2950
Гипсоперлитовый раствор0.14
Гипсошлак1000…13000. 26…0.36
Глина1600…29000.7…0.9750
Глина огнеупорная18001.04800
Глиногипс800…18000.25…0.65
Глинозем3100…39002.33700…840
Гнейс (облицовка)28003.5880
Гравий (наполнитель)18500.4…0.93850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка200…8000.1…0.18840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка400…8000.11…0.16840
Гранит (облицовка)2600…30003.5880
Грунт 10% воды1.75
Грунт 20% воды17002.1
Грунт песчаный1.16900
Грунт сухой15000. 4850
Грунт утрамбованный1.05
Гудрон950…10300.3
Доломит плотный сухой28001.7
Дуб вдоль волокон (дерево)7000.232300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)7000.12300
Дюралюминий2700…2800120…170920
Железо787070…80450
Железобетон25001.7840
Железобетон набивной24001.55840
Зола древесная7800.15750
Золото19320318129
Известняк (облицовка)1400…20000.5…0.93850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)300…4000. 067…0.111680
Изделия вулканитовые350…4000.12
Изделия диатомитовые500…6000.17…0.2
Изделия ньювелитовые160…3700.11
Изделия пенобетонные400…5000.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые200…3000.064…0.076
Изделия совелитовые230…4500.12…0.14
Иней0.47
Ипорка (вспененная смола)150.038
Каменноугольная пыль7300.12
Камни многопустотные из легкого бетона500…12000.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152500…20000.32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины500…20000. 29…0.99
Камень строительный22001.4920
Карболит черный11000.231900
Картон асбестовый изолирующий720…9000.11…0.21
Картон гофрированный7000.06…0.071150
Картон облицовочный10000.182300
Картон парафинированный0.075
Картон плотный600…9000.1…0.231200
Картон пробковый1450.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)6500.132390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)5000.04…0.06
Каучук вспененный820.033
Каучук вулканизированный твердый серый0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый9200. 184
Каучук натуральный9100.181400
Каучук твердый0.16
Каучук фторированный1800.055…0.06
Кедр красный500…5700.095
Кембрик лакированный0.16
Керамзит800…10000.16…0.2750
Керамзитовый горох900…15000.17…0.32750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией800…12000.23…0.41840
Керамзитобетон легкий500…12000.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон500…18000.14…0.66840
Керамзитобетон на перлитовом песке800…10000.22…0.28840
Керамика1700…23001.5
Керамика теплая0. 12
Кирпич доменный (огнеупорный)1000…20000.5…0.8
Кирпич диатомовый5000.8
Кирпич изоляционный0.14
Кирпич карборундовый1000…130011…18700
Кирпич красный плотный1700…21000.67840…880
Кирпич красный пористый15000.44
Кирпич клинкерный1800…20000.8…1.6
Кирпич кремнеземный0.15
Кирпич облицовочный18000.93880
Кирпич пустотелый0.44
Кирпич силикатный1000…22000.5…1.3750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами0.7
Кирпич силикатный щелевой0. 4
Кирпич сплошной0.67
Кирпич строительный800…15000.23…0.3800
Кирпич трепельный700…13000.27710
Кирпич шлаковый1100…14000.58
Кладка бутовая из камней средней плотности20001.35880
Кладка газосиликатная630…8200.26…0.34880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит5400.24880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.47880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе18000.56880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.52880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе1000…14000. 35…0.47880
Кладка из малоразмерного кирпича17300.8880
Кладка из пустотелых стеновых блоков1220…14600.5…0.65880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.64880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.52880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе18000.7880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе1000…12000.29…0.35880
Кладка из ячеистого кирпича13000.5880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.52880
Кладка «Поротон»8000.31900
Клен (дерево)620…7500. 19
Кожа800…10000.14…0.16
Композиты технические0.3…2
Краска масляная (эмаль)1030…20450.18…0.4650…2000
Кремний2000…2330148714
Кремнийорганический полимер КМ-911600.21150
Латунь8100…885070…120400
Лед -60°С9242.911700
Лед -20°С9202.441950
Лед 0°С9172.212150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)1600…18000.33…0.381470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)1400…18000.23…0.351470
Липа, (15% влажности)320…6500. 15
Лиственница (дерево)6700.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)1600…18000.23…0.35840
Листы вермикулитовые0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 62668000.15840
Листы пробковые легкие2200.035
Листы пробковые тяжелые2600.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб220…3000.073…0.084
Мастика асфальтовая20000.7
Маты, холсты базальтовые25…800.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)1500.061840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем50…1250. 048…0.056840
(ГОСТ 9573-82)
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)100…1500.038
Мел1800…28000.8…2.2800…880
Медь (ГОСТ 859-78)8500407420
Миканит2000…22000.21…0.41250
Мипора16…200.0411420
Морозин100…4000.048…0.084
Мрамор (облицовка)28002.9880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С)1000…25000.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С)300…12000.08…0.23
Настил палубный6300.211100
Найлон0.53
Нейлон13000. 17…0.241600
Неопрен0.211700
Опилки древесные200…4000.07…0.093
Пакля1500.052300
Панели стеновые из гипса DIN 1863600…9000.29…0.41
Парафин870…9200.27
Паркет дубовый18000.421100
Паркет штучный11500.23880
Паркет щитовой7000.17880
Пемза400…7000.11…0.16
Пемзобетон800…16000.19…0.52840
Пенобетон300…12500.12…0.35840
Пеногипс300…6000.1…0.15
Пенозолобетон800…12000.17…0.29
Пенопласт ПС-11000. 037
Пенопласт ПС-4700.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)65…1250.031…0.0521260
Пенопласт резопен ФРП-165…1100.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)400.0381340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)100…1500.041…0.051340
Пенополистирол «Пеноплекс»35…430.028…0.031600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)40…800.029…0.0411470
Пенополиуретановые листы1500.035…0.04
Пенополиэтилен0.035…0.05
Пенополиуретановые панели (PIR) ПИР0.025
Пеносиликальцит400…12000.122…0.32
Пеностекло легкое100. .2000.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)200…4000.07…0.11840
Пенофол44…740.037…0.039
Пергамент0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83)6000.171680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки1100…13000.7850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой15501.2860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное24001.55840
Перлит2000.05
Перлит вспученный1000.06
Перлитобетон600…12000.12…0.29840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)100…2000.035…0.0411050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76)200…3000. 064…0.0761050
Песок 0% влажности15000.33800
Песок 10% влажности0.97
Песок 20% влажности1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)16000.35840
Песок речной мелкий15000.3…0.35700…840
Песок речной мелкий (влажный)16501.132090
Песчаник обожженный1900…27001.5
Пихта450…5500.1…0.262700
Плита бумажная прессованая6000.07
Плита пробковая80…5000.043…0.0551850
Плитка облицовочная, кафельная20001.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-20.04
Плиты алебастровые0. 47750
Плиты из гипса ГОСТ 64281000…12000.23…0.35840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)200…10000.06…0.152300
Плиты из керзмзито-бетона400…6000.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99200…3000.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)40…1000.038…0.0471680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)500.056840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76350…4000.093…0.104
Плиты камышитовые200…3000.06…0.072300
Плиты кремнезистые0.07
Плиты льнокостричные изоляционные2500. 0542300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80150…2000.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-962250.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия)170…2300.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-952000.052840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем2000.064840
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем125…2000.056…0.07840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом50…3500. 048…0.091840
и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-8780…1000.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые30…350.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00320.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-803000.087
Плиты перлито-волокнистые1500.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-762500.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-741500.044
Плиты перлитоцементные0.08
Плиты строительный из пористого бетона500…8000.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные200…3000. 065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)200…3000.052…0.0642300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе300…8000.07…0.162300
Покрытие ковровое6300.21100
Покрытие синтетическое (ПВХ)15000.23
Пол гипсовый бесшовный7500.22800
Поливинилхлорид (ПВХ)1400…16000.15…0.2
Поликарбонат (дифлон)12000.161100
Полипропилен (ГОСТ 26996 – 86)900…9100.16…0.221930
Полистирол УПП1, ППС10250.09…0.14900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)200…6000.065…0.1451060
Полистиролбетон модифицированный на200…5000. 057…0.1131060
активированном пластифицированном шлакопортландцементе
Полистиролбетон модифицированный на200…5000.052…0.1051060
композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе250…3000.075…0.0851060
Полистиролбетон модифицированный на200…5000.062…0.1211060
шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах
Полиуретан12000.32
Полихлорвинил1290…16500.151130…1200
Полиэтилен высокой плотности9550.35…0.481900…2300
Полиэтилен низкой плотности9200.25…0.341700
Поролон340.04
Портландцемент (раствор)0. 47
Прессшпан0.26…0.22
Пробка гранулированная450.0381800
Пробка минеральная на битумной основе270…3500.28
Пробка техническая500.0371800
Ракушечник1000…18000.27…0.63
Раствор гипсовый затирочный12000.5900
Раствор гипсоперлитовый6000.14840
Раствор гипсоперлитовый поризованный400…5000.09…0.12840
Раствор известковый16500.85920
Раствор известково-песчаный1400…16000.78840
Раствор легкий LM21, LM36700…10000.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000. 52840
Раствор цементный, цементная стяжка20001.4
Раствор цементно-песчаный1800…20000.6…1.2840
Раствор цементно-перлитовый800…10000.16…0.21840
Раствор цементно-шлаковый1200…14000.35…0.41840
Резина мягкая0.13…0.161380
Резина твердая обыкновенная900…12000.16…0.231350…1400
Резина пористая160…5800.05…0.172050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)6000.171680
Руда железная2.9
Сажа ламповая1700.07…0.12
Сера ромбическая20850.28762
Серебро10500429235
Сланец глинистый вспученный4000. 16
Сланец2600…33000.7…4.8
Слюда вспученная1000.07
Слюда поперек слоев2600…32000.46…0.58880
Слюда вдоль слоев2700…32003.4880
Смола эпоксидная1260…13900.13…0.21100
Снег свежевыпавший120…2000.1…0.152090
Снег лежалый при 0°С400…5600.52100
Сосна и ель вдоль волокон (дерево)5000.182300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)5000.092300
Сосна смолистая 15% влажности (дерево)600…7500.15…0.232700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)785058482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)25000. 76840
Стекловата155…2000.03800
Стекловолокно1700…20000.04840
Стеклопластик18000.23800
Стеклотекстолит1600…19000.3…0.37
Стружка деревянная прессованая8000.12…0.151080
Стяжка ангидритовая21001.2
Стяжка из литого асфальта23000.9
Текстолит1300…14000.23…0.341470…1510
Термозит300…5000.085…0.13
Тефлон21200.26
Ткань льняная0.088
Толь (ГОСТ 10999-76)6000.171680
Тополь (дерево)350…5000.17
Торфоплиты275…3500. 1…0.122100
Туф (облицовка)1000…20000.21…0.76750…880
Туфобетон1200…18000.29…0.64840
Уголь древесный кусковой (при 80°С)1900.074
Уголь каменный газовый14203.6
Уголь каменный обыкновенный1200…13500.24…0.27
Фарфор2300…25000.25…1.6750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)6000.12…0.182300…2500
Фибра красная12900.46
Фибролит (серый)11000.221670
Целлофан0.1
Целлулоид14000.21
Цементные плиты1.92
Черепица бетонная21001.1
Черепица глиняная19000. 85
Черепица из ПВХ асбеста20000.85
Чугун
Шевелин140…1900.056…0.07
Шелк1000.038…0.05
Шлак гранулированный5000.15750
Шлак доменный гранулированный600…8000.13…0.17
Шлак котельный10000.29700…750
Шлакобетон1120…15000.6…0.7800
Шлакопемзобетон (термозитобетон)1000…18000.23…0.52840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон800…16000.17…0.47840
Штукатурка гипсовая8000.3840
Штукатурка известковая16000.7950
Штукатурка из синтетической смолы11000. 7
Штукатурка известковая с каменной пылью17000.87920
Штукатурка из полистирольного раствора3000.11200
Штукатурка перлитовая350…8000.13…0.91130
Штукатурка сухая0.21
Штукатурка утепляющая5000.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками18001880
Штукатурка цементная0.9
Штукатурка цементно-песчаная18001.2
Шунгизитобетон1000…14000.27…0.49840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка200…6000.064…0.11840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75)400…8000.12…0.18840
и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка
Эбонит12000. 16…0.171430
Эбонит вспученный6400.032
Эковата35…600.032…0.0412300
Энсонит (прессованный картон)400…5000.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая)0.16…0.27
Таблица теплопроводности теплоемкости и плотности материалов

Необходимость расчетов

Для чего же необходимо проводить эти вычисления, есть ли от них хоть какая-то польза на практике? Разберемся подробнее.

Оценка эффективности термоизоляции

В разных климатических регионах России разный температурный режим, поэтому для каждого из них рассчитаны свои нормативные показатели сопротивления теплопередаче. Проводятся эти расчеты для всех элементов строения, контактирующих с внешней средой. Если сопротивление конструкции находится в пределах нормы, то за утепление можно не беспокоиться.

В случае, если термоизоляция конструкции не предусмотрена, то нужно сделать правильный выбор утеплительного материала с подходящими теплотехническими характеристиками.

Тепловые потери

Тепловые потери дома

Не менее важная задача – прогнозирование тепловых потерь, без которого невозможно правильно спланировать систему отопления и создать идеальную термоизоляцию. Такие вычисления могут понадобиться при выборе оптимальной модели котла, количества необходимых радиаторов и правильной их расстановки.


Для определения тепловых потерь через любую конструкцию нужно знать сопротивление, которое вычисляется с помощью разницы температур и количества теряемого тепла, уходящего с одного квадратного метра ограждающей конструкции. И так, если мы знаем площадь конструкции и ее термическое сопротивление, а также знаем для каких климатических условий производится расчет, то можем точно определить тепловые потери. Есть хороший калькулятор расчета теплопотерь дома ( он может даже посчитать сколько будет уходить денег на отопление, примерно конечно).

Такие расчеты в здании проводятся для всех ограждающих конструкций, взаимодействующих с холодными потоками воздуха, а затем суммируются для определения общей потери тепла. На основании полученной величины проектируется система отопления, которая должна полностью компенсировать эти потери. Если же потери тепла получаются слишком большими, они влекут за собой дополнительные финансовые затраты, а это не всем «по карману». При таком раскладе нужно задуматься об улучшении системы термоизоляции.

Отдельно нужно поговорить про окна, для них сопротивление теплопередаче определяются нормативными документами. Самостоятельно проводить расчеты не нужно. Существуют уже готовые таблицы, в которых внесены значения сопротивления для всех типов конструкций окон и балконных дверей.
Тепловые потери окон рассчитываются исходя из площади, а также разницы температур по разные стороны конструкции.

Воздух - теплопроводность

Теплопроводность - это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло . Теплопроводность может быть определена как

" количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, из-за градиента единичной температуры в условиях устойчивого состояния".

Самыми распространенными единицами измерения теплопроводности являются Вт / (м · К) в системе СИ и БТЕ / (ч фут ° F) в британской системе мер.

Табличные значения и преобразование единиц теплопроводности приведены под рисунками.

Онлайн-калькулятор теплопроводности воздуха

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета теплопроводности воздуха при заданных температуре и давлении.
Выходная проводимость выражается в мВт / (м · K), британских тепловых единицах (IT) / (ч фут · ° F) и ккал (IT) / (ч · м · K).

См. Также другие свойства Воздуха при изменяющейся температуре и давлении: Плотность и удельный вес при переменной температуре, Плотность при переменном давлении, Коэффициенты диффузии газов в воздухе, Число Прандтля, Удельная теплоемкость при различной температуре и Удельная теплоемкость при переменное давление, температуропроводность, свойства в условиях равновесия газ-жидкость и теплофизические свойства воздуха при стандартных условиях, а также состав и молекулярная масса,
, а также теплопроводность аммиака, бутана, диоксида углерода, этана, этилена, водорода, метана , азот, пропан и вода.

См. Также Калькулятор теплопроводности

Вернуться к началу

Вернуться к началу


Вернуться к началу

Теплопроводность воздуха при атмосферном давлении и температурах в ° C:

0,02 71,35
Температура Теплопроводность
[° C] [мВт / м K] [ккал (IT) / (hm K)] [BTU (IT) / (ч фут ° F)]
-190 7. 82 0,00672 0,00452
-150 11,69 0,01005 0,00675
-100 16,20 0,01393 0,00936
-75 18,34 0,01060
-50 20,41 0,01755 0,01179
-25 22,41 0.01927 0,01295
-15 23,20 0,01995 0,01340
-10 23,59 0,02028 0,01363
-5 23,97 0,0201361
0 24,36 0,02094 0,01407
5 24,74 0,02127 0,01429
10 25.12 0,02160 0,01451
15 25,50 0,02192 0,01473
20 25,87 0,02225 0,01495
25 26,24 9007
30 26,62 0,02289 0,01538
40 27,35 0,02352 0. 01580
50 28,08 0,02415 0,01623
60 28,80 0,02477 0,01664
80 30,23 0,02599 0,01746 10052 0,02548 0,01746 31,62 0,02719 0,01827
125 33,33 0,02866 0,01926
150 35.00 0,03010 0,02022
175 36,64 0,03151 0,02117
200 38,25 0,03289 0,02210
225 39,83 0,01
300 44,41 0,03819 0,02566
412 50,92 0,04378 0.02942
500 55,79 0,04797 0,03224
600 61,14 0,05257 0,03533
700 66,32 0,05702 0,03832 0,05702 0,03832
0,06135 0,04122
900 76,26 0,06557 0,04406
1000 81. 08 0,06971 0,04685
1100 85,83 0,07380 0,04959

Наверх
Теплопроводность воздуха при атмосферном давлении и температурах в ° F:

40 0,01911
Температура Теплопроводность
[° F] [британских тепловых единиц (IT) / (час футов ° F)] [ккал (IT) / (hm K)] [мВт / м · К]
-300 0.00484 0,00720 8,37
-200 0,00788 0,01172 13,63
-100 0,01068 0,01589 18,48
-50 0,0170086 20,77
-20 0,01277 0,01901 22,10
0 0,01328 0. 01976 22,98
10 0,01353 0,02013 23,41
20 0,01378 0,02050 23,84
30 0,01402 0,0208749
0,01427 0,02123 24,70
50 0,01451 0,02160 25,12
60 0.01476 0,02196 25,54
70 0,01500 0,02232 25,95
80 0,01524 0,02267 26,37
100 0,01571 33
100 0,01571
120 0,01618 0,02408 28,00
140 0,01664 0,02477 28.80
160 0,01710 0,02545 29,60
180 0,01755 0,02612 30,38
200 0,01800 0,02679 31,16 0,02679 31,16 0,02843 33,07
300 0,02018 0,03003 34,93
350 0. 02123 0,03160 36,75
400 0,02226 0,03313 38,53
450 0,02327 0,03463 40,28
500 0,02426
500 0,02426
600 0,02620 0,03898 45,34
700 0,02807 0.04177 48,58
800 0,02990 0,04449 51,74
1000 0,03342 0,04973 57,84
1200 0,03680 0,054,69 1400 0,04007 0,05963 69,35
1600 0,04325 0,06436 74.85
1800 0,04635 0,06898 80,23
2000 0,04941 0,07353 85,51

Преобразование единиц теплопроводности:

тепловая единица (международная) / (фут-час, градус Фаренгейта) [Btu (IT) / (ft h ° F], британская тепловая единица (международная) / (дюйм-час, градус Фаренгейта) [Btu (IT) / (в h ° F]) , британская тепловая единица (международная) * дюйм / (квадратный фут * час * градус Фаренгейта) [(британские тепловые единицы (IT) дюйм) / (фут² час ° F)], килокалория / (метр час градус Цельсия) [ккал / (mh ° C)], джоуль / (сантиметр второй градус кельвина) [Дж / (см · с · K)], ватт / (метр градус кельвина) [Вт / (м ° C)],

  • 1 британских тепловых единиц (IT) / (фут ч ° F) = 1/12 Btu (IT) / (в ч ° F) = 0. 08333 британских тепловых единиц (IT) / (в ч ° F) = 12 Btu (IT) в / (фут 2 ч ° F) = 1,488 ккал / (мч ° C) = 0,01731 Дж / (см · с · K) = 1,731 Вт / (м · К)
  • 1 британская тепловая единица (IT) / (в час · ° F) = 12 британских тепловых единиц (IT) / (фут · час · ° F) = 144 британских тепловых единицы (IT) · дюйм / (фут 2 час · ° F) = 17,858 ккал / (м · ч ° C) = 0,20769 Дж / (см · с · K) = 20,769 Вт / (м · K)
  • 1 (британских тепловых единиц (IT) дюйм) / (фут² час ° F) = 0,08333 британских тепловых единиц (IT) / ( фут ч ° F) = 0,00694 британских тепловых единиц (IT) / (в час ° F) = 0,12401 ккал / (мч ° C) = 0,001442 Дж / (см · с · K) = 0,1442 Вт / (м · K)
  • 1 Дж / ( см · с · K) = 100 Вт / (м · K) = 57,789 БТЕ (IT) / (фут · ч · ° F) = 4.8149 БТЕ (IT) / (в час ° F) = 693,35 (БТЕ (IT) дюйм) / (фут² час ° F) = 85,984 ккал / (мч ° C)
  • 1 ккал / (мч ° C) = 0,6720 БТЕ (IT) / (фут · ч ° F) = 0,05600 Btu (IT) / (в час · ° F) = 8,0636 (Btu (IT) дюйм) / (фут 2 час · ° F) = 0,01163 Дж / (см · с · K ) = 1,163 Вт / (м · К)
  • 1 Вт / (м · К) = 0,01 Дж / (см · с · К) = 0,5779 БТЕ (IT) / (фут · ч · ° F) = 0,04815 БТЕ (IT) / (дюйм · ч ° F) = 6,9335 (британских тепловых единиц (IT) дюйм) / (фут² ч ° F) = 0,85984 ккал / (мч ° C)

В начало

команда фиксации температуры / проводимости - документация LAMMPS

Описание

Используйте алгоритм Мюллера-Плате, описанный в этой статье, для обмена кинетической энергией между двумя частицами. в разных областях окна моделирования каждые N шагов.Этот вызывает температурный градиент в системе. Как описано ниже, это позволяет рассчитать теплопроводность материала. Этот алгоритм иногда называют обратным неравновесным МД (обратным NEMD) подход к вычислению теплопроводности. Это потому, что обычный подход NEMD заключается в наложении температурного градиента на систему и измерить отклик как результирующий тепловой поток. в Метод Мюллера-Плате, тепловой поток накладывается, а температура градиент - это реакция системы.

Подробнее см. Команду compute heat / flux о том, как вычислить теплопроводность другим способом, с помощью Формализм Грина-Кубо.

Блок моделирования разделен на слоев Nbin в edim направление, где слой 1 находится в нижней части этого измерения и уровень Nbin находится на верхнем уровне. Каждые N шагов выполняется Nswap пар атомы выбираются следующим образом. Только атомы в фиксированной группе считаются. Выбираются самые горячие атомы Nswap в слое 1. Точно так же самые холодные атомы Nswap в «среднем» слое (см. Ниже) выбраны. Два набора атомов Nswap объединены в пары, и их скорости обмениваются. Это эффективно меняет их кинетические энергии, если их массы одинаковы. Если массы разные, обмен скоростями относительно движения центра масс 2 атомов выполняется, чтобы сохранить кинетическую энергию. Через некоторое время, это вызывает температурный градиент в системе, который может быть измеряется с помощью таких команд, как следующие, которые записывают температурный профиль (при z = edim) в файл tmp.профиль:

 вычислить все ke / атом
переменная температура атома c_ke / 1.5
вычислить слои все фрагменты / ячейки атомов / 1d z ниже 0,05 единиц уменьшено
исправить 3 все ave / chunk 10 100 1000 слоев v_temp файл tmp.profile
 

Обратите внимание, что по умолчанию Nswap = 1, хотя это может быть изменено необязательный swap ключевое слово. Устанавливая этот параметр соответствующим образом, в в сочетании со скоростью обмена N позволяет регулировать тепловой поток в широком диапазоне значений, а кинетическая энергия для обмена крупными кусками или более гладко.

«Средний» уровень для смены скорости определяется как Nbin /2 + 1 слой. Таким образом, если Nbin = 20, двумя уровнями обмена будут 1 и 11. Это должно привести к симметричному профилю температуры, поскольку два слои разделены одинаковым расстоянием в обоих направлениях в периодический смысл. Вот почему Nbin может быть только четным количество.

Как описано ниже, полная кинетическая энергия, передаваемая этими свопы вычисляются исправлением и могут быть выведены.Разделив это количество по времени и площадь поперечного сечения симулятора дает тепловой поток. Отношение теплового потока к наклону профиль температуры пропорционален теплопроводности жидкость в соответствующих единицах. См. Подробности в статье Muller-Plathe.

Примечание

Если ваша система периодическая в направлении теплового потока, тогда поток идет в 2 направлениях. Это означает эффективное тепло поток в одном направлении уменьшается в 2 раза.Вы увидите это в уравнениях теплопроводности (каппа) в системе Muller-Plathe бумага. LAMMPS просто подсчитывает кинетическую энергию, которая не учитывать, является ли ваша система периодической; вы должны использовать подходящее значение, чтобы получить каппу для вашей системы.

Примечание

Если после уравновешивания наблюдаемый градиент температуры не линейно, то вы, вероятно, слишком часто меняете энергию и не в режиме линейного отклика. В этом случае вы не можете точно определить теплопроводность и попытаться увеличить Любой параметр.

Перезапуск, fix_modify, вывод, запуск / остановка, минимизация информации

Информация об этом исправлении не записывается в двоичные файлы перезапуска. Ни один из параметров fix_modify относятся к этому исправлению.

Это исправление вычисляет глобальный скаляр, к которому могут обращаться различные команды вывода. Скаляр - это кумулятивный кинетическая энергия, передаваемая между дном и серединой окно моделирования (в направлении edim ) сохраняется как скаляр количество этим исправлением. Это количество обнуляется при определении исправления. и затем накапливается каждые N шагов. Единицы количество - энергия; подробности см. в команде units. Скалярное значение, вычисленное этим исправлением, является «интенсивным».

Ни один параметр этого исправления не может использоваться с ключевыми словами start / stop для команда запуска. Это исправление не запускается во время минимизации энергии.

Ограничения

Это исправление является частью пакета MISC. Он доступен, только если LAMMPS был построен с этим пакетом.См. Страницу документации пакета сборки для получения дополнительной информации.

Свопы сохраняют как импульс, так и кинетическую энергию, даже если массы замененные атомы не равны. Таким образом, вам не нужно термостатировать систему. Если вы все же используете термостат, возможно, вы захотите примените его только к размерам без замены (кроме vdim ).

LAMMPS не проверяет, но вы не должны использовать это исправление для замены кинетическая энергия атомов, которые находятся в связанных молекулах, например через исправить встряхнуть или зафиксировать жестко. Это потому что применение ограничений изменит количество переданный импульс. Однако у вас должна быть возможность использовать гибкий молекулы. См. Статью Чжана для обсуждения и результатов. этой идеи.

При моделировании с большими массивными частицами или молекулами в фоновом растворителе вы можете захотеть обмениваться только кинетической энергией между частицами растворителя.

По умолчанию

По умолчанию опция swap = 1.


(Muller-Plathe) Muller-Plathe, J. Chem Phys, 106, 6082 (1997).

(Zhang) Zhang, Lussetti, de Souza, Muller-Plathe, J Phys Chem B, 109, 15060-15067 (2005).

Расчеты теплопроводности - Большая химическая энциклопедия

Гомес, С.Дж., М. Мадрид и К.Х. Амон. Проверка кода параллельной молекулярной динамики посредством вычислений теплопроводности объемного кремния, в материалах Международного конгресса и выставки по машиностроению ASME 2003 г., IMECE 2003-42352. 2003 г. Вашингтон, округ Колумбия.Ли, Й.Х., Р. Бисвас, К.М. Сукулис, К.З. Ван, К. Чан, К. Хо, Молекулярно-динамическое моделирование теплопроводности в аморфном кремнии. Physical Review B, 1991. 43 (8) стр. 6573-6580. [Pg.400]
Рис. 18. Коэффициент теплопроводности, рассчитанный для миоглобина от T = 20 K до 320 K, показан в виде сплошной кривой на (a). Пунктирная кривая показывает теплопроводность, если в расчет не включается ангармоническая связь нормальных мод. (B) Температуропроводность, рассчитанная для миоглобина, нанесена на график от 20 К до 320 К с (сплошной) и без (штриховой) вкладом ангармонизма.
Кривые на Рисунке 19 сравнивают данные, опубликованные для (a) нитрида бора [37,40] (b) алюминия (c) алмаза- [37-39] (d) нитрида алюминия [37-42] (e) кристаллического кремнезема. Видно, что при 45 об.% Максимальная теплопроводность, достигаемая с алмазным порошком, составляет 1,5 Вт · м · К, в то время как кристаллический нитрид бора при 35 об. % Дает 2,0 Вт · м · К. Исследовалась теплопроводность клея с серебряным наполнителем. с помощью кремниевых тестовых чипов, прикрепленных к медным и молибденовым подложкам [43].Авторы подчеркивают важность фактора формы A, связанного с соотношением сторон частиц, для достижения наивысшего уровня теплопроводности. В другом исследовании сообщается об изменении эффективного теплового сопротивления между испытательным чипом и держателем чипа в зависимости от объемной доли серебра и толщины связующего слоя [44]. Предельное значение объемной теплопроводности составляет 2 Вт · м при 25 об.% Серебра. Однако эффективная теплопроводность, рассчитанная на основе измерений теплового сопротивления, составляет только одну пятую от общего значения, когда кремниевый чип прикреплен к медной подложке.[Pg.389]

Приведенные выше уравнения показывают, что значения и Ky находятся в пределах приблизительно 5% от объемной теплопроводности, если T / A fp> 7 (для Ky) и Lj> 4,5 (для K. Следовательно, указанные выше соотношения могут использоваться для определения теплопроводности, когда существуют общие руководящие принципы A fp для расчета теплопроводности, когда [Pg. 322]

Brigand et al. (1992) определили состав породы (электрофациальную минералогию и пористость) из каротажных диаграмм и использовали четырехкомпонентный ( песчаник, карбонат, сланец, поровая жидкость) уравнение среднего геометрического для расчета теплопроводности.[Pg.412]

Влияние неопределенностей в расчетных тепловых параметрах. Параметры, которые используются в основных расчетах размещения теплообменника, включают в себя размеры трубок коэффициентов теплопередачи, например диаметр трубки и толщину стенки, а также физические свойства, например теплопроводность, плотность, вязкость и удельную теплоемкость. Номинальные или средние значения этих параметров используются в основных расчетах площадки. На самом деле, эти номинальные значения содержат неопределенности. Например, корреляции теплопередачи, на основании которых вычисляются коэффициенты конвективной теплопередачи, имеют разброс данных вокруг средних значений.Поскольку теплопередающие трубы нельзя изготавливать, в том числе точных размеров, толщина стенок трубы варьируется в диапазоне от среднего значения. Кроме того, теплопроводность материала стенки трубы не может быть точно измерена, что ведет к неопределенности, связанной с расчетами конструкции и характеристик. [Pg.489]

Было обнаружено, что теплопроводность soHd-йода в диапазоне от 24,4 до 42,9 ° C остается практически постоянной и составляет 0,004581 Дж / (см-с-K) (33). Используя данные теплоемкости, стандартная энтропия йода soHd при 25 ° C была оценена как 116.81 Дж / (моль-K), а газообразного йода при 25 ° C - 62,25 Дж / (моль-K), что удовлетворительно сравнивается со значением 61,81, рассчитанным с помощью статистической механики (34,35). [Pg.359]

Скорость теплопередачи q через рубашку или зону теплопередачи трески M оценивается из средней логарифмической разности температур AT по = UAAT Общий коэффициент теплопередачи U зависит от теплопроводности металла, факторов загрязнения , а также коэффициенты теплоотдачи на обслуживающей и технологической сторонах. Коэффициент теплопередачи на стороне процесса зависит от конструкции смесительной системы (17) и может быть рассчитан из соотношений для турбин на рисунке 35a.[Pg.438]

Транспортные свойства. Вязкость, номинальная проводимость, скорость звука и их различные комбинации с другими свойствами называются свойствами переноса пара, которые важны в инженерных расчетах. Скорость звука (рис. 6) важна для явления удушья, когда поток пара больше не связан просто с разницей в давлении. Теплопроводность (рис. 7) важна для конструкции теплопередающего устройства (см. ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛООБМЕНА).Вязкость, то есть сопротивление потоку под давлением, показана на рисунке 8. Резкое снижение каждого из этих свойств происходит при переходе от жидкой фазы к газовой фазе, то есть от воды к водяному пару. Поверхностное натяжение между водой и паром показано на рисунке 9. [Pg.352]

Метод защищенной горячей пластины, ASTM D1518, используется для измерения скорости теплопередачи с течением времени от теплой металлической пластины. Ткань помещается на пластину постоянной температуры и накрывается второй металлической пластиной.После того, как температура второй пластины выровняется, коэффициент теплопередачи рассчитывается на основе разницы температур между двумя пластинами и энергии, необходимой для поддержания температуры нижней пластины. Единицы измерения коэффициента теплопередачи - Вт / м -К. Тепловое сопротивление обратно пропорционально теплопроводности (или коэффициенту пропускания). Тепловое сопротивление часто указывается как величина, определяемая как изоляция, необходимая для обеспечения комфорта отдыхающего человека при 21 ° C и движении воздуха 0.1 м / с. Тепловое сопротивление в м -К / Вт можно преобразовать в ток, умножив его на 0,1548 (121). [Pg.461]

Фактические температуры практического пламени ниже расчетных значений из-за потерь тепла на излучение, теплопроводность и диффузию. При высоких температурах диссоциация продуктов сгорания на такие частицы, как OH, O и H, снижает теоретическую температуру пламени (7). Повышение давления приводит к подавлению диссоциации продуктов и, таким образом, обычно повышает адиабатическую температуру пламени (4).[Pg.517]

Теория Дюклера Предыдущие выражения для конденсации основаны на классической теории Нуссельта. Общеизвестно и признано, что коэффициенты пленки для пара и органических паров, рассчитанные по теории Нуссельта, консервативно малы. Дуклер [Chem. Англ. Prog., 55, 62 (1959)] разработали уравнения для распределения скорости и температуры в тонких пленках на вертикальных стенках на основе выражений Дайсслера (NACA Tech. Notes 2129, 1950 2138, 1952 3145, 1959) для вихревой вязкости и теплопроводности. возле твердого края.Согласно теории Дуклера, необходимо знать три фиксированных фактора, чтобы установить значение среднего коэффициента пленки: конечное число Рейнольдса, число Прандтля конденсированной фазы и безразмерную группу, определяемую следующим образом ... [Pg.566]

Наконец, следует ожидать, что коэффициент испарения очень стабильного соединения, такого как оксид алюминия, который имеет большую теплоту сублимации в результате разложения на элементы, будет низким. Поскольку тепло испарения должно отводиться с поверхности, в случае вещества с низкой теплопроводностью, такого как оксид, возникающее в результате охлаждение поверхности может привести к температурному градиенту внутри и непосредственно под поверхностью.Это снизит скорость испарения по сравнению с той, которая рассчитывается из кажущейся объемной температуры испаряющегося образца, наблюдаемой с помощью оптического пиромея, и, таким образом, приведет к очевидно низкому коэффициенту испарения свободной поверхности. Вероятно, это происходит при испарении оксида алюминия в вакууме. [Стр.15]

При температуре ниже -10 ° C тепло отводится слишком быстро, чтобы допустить это плавление, а поскольку их теплопроводность высока, лыжи с обнаженным металлом (алюминиевые или стальные кромки) работают медленнее при низких температурах, чем без .При таких низких температурах механизм трения такой же, как у металлических неровностей льда, которые прилипают к лыже и должны срезаться при скольжении. Значение jl (0,4) близко к вычисленному по модели сдвига в главе 25. Это большое значение коэффициента трения - достаточно ... [Pg.254]

Рассчитано значительное повышение температуры AT. в объеме грунта на расстоянии до 3 от анода, где - радиус анода. Факторами являются теплопроводность почвы k, длина анода L, сопротивление заземления Rq и сила тока I.По этим параметрам можно рассчитать повышение температуры [10]. Для глубоких анодов она составляет ... [Pg.252]

Рис. 8. Расчетная теплопроводность нейтронно-облученного композита МКЦ-1 PH.
Входные данные, необходимые для расчета, - это радиус, размер и внешняя температура, а также теплопроводность при двух температурах. Это выражение позволяет оценить тепловой поток в сферический резервуар для хранения сжиженного газа.[Pg.518]

Однонаправленный композит стекловолокно / эпоксидная смола имеет объемную долю волокна 60%. Используя данные ниже, рассчитайте плотность, модуль и теплопроводность композита в направлении волокон. [Pg.241]

Для стальной формы тех же размеров и толщины быстрый расчет (A = 11 Вт / м K, Cp = 480 Дж / кг K и p = 7850 кг / м) показывает, что стальная форма нагревается в три раза дольше. Однако на практике стальные формы составляют менее трети толщины алюминия.Поэтому, хотя алюминий имеет лучшую теплопроводность, стальные формы имеют тенденцию нагреваться быстрее, поскольку они тоньше. [Pg.321]

Поскольку прямой расчет теплопроводности представляет собой сложность 1], экспериментальные измерения композитов с нанотрубками, выровненными в матрице, могли бы стать первым шагом в решении вопроса теплопроводности углеродных нанотрубок. Были получены высокие осевые теплопроводности для углеродных волокон CCVD, подвергнутых высокотемпературной обработке, но они не достигли теплопроводности в плоскости графита (см.[3], рис. 5.11, с. 115). Мы ожидаем, что радиальная теплопроводность в MWNT будет очень низкой, возможно, даже ниже, чем теплопроводность графита по оси c. [Стр.147]

Проводимость имеет место на границе твердого тела, жидкости или пара за счет столкновений молекул без передачи массы. Процесс теплопроводности аналогичен процессу электропроводности, и применяются аналогичные концепции и методы расчета. Теплопроводность вещества - это физическое свойство, и это его способность проводить тепло.Теплопроводность зависит как от температуры, так и от свойств материала. Систему часто считают однородной, а теплопроводность - постоянной. Теплопроводность, A, Вт · м, определяется по закону Фурье. [Стр.103]

Часть 3 номографа (рисунок I0-43C) может использоваться несколькими способами. Например, каким будет сопротивление засорению R (по прошествии произвольно выбранного времени t, или он может рассчитать толщину отложений загрязнения после произвольно выбранного времени t, при условии, что теплопроводность осажденного материала известна.Он может рассчитать теплопроводность отложений, если известна или оценена толщина. [Стр.85]


Преобразование теплопроводности - БЕСПЛАТНЫЙ преобразователь единиц

910 06
От:
Кому:
ватт / метр / K [Вт / (м * K)] ватт / сантиметр / ° C [Вт / (см * ° C)] киловатт / метр / K [кВт / (м * K)] калория (IT) / секунда / сантиметр / ° Cкалория (th) / секунда / сантиметр / ° C килокалория (IT) / час / метр / ° C килокалория (th) / час / метр / ° CBtu (IT) дюйм / секунду / квадратный фут / ° FBtu (th) дюйм / секунда / квадратный фут / ° FBtu (IT) фут / час / квадратный фут / ° FBtu (th) фут / час / квадратный фут / ° FBtu (IT) ) дюйм / час / квадратный фут / ° FBtu (th) дюйм / час / квадратный фут / ° F ватт / метр / K [Вт / (м * K)] ватт / сантиметр / ° C [Вт / (см * ° C)] киловатт / метр / K [кВт / (м * K)] калория (IT) / секунда / сантиметр / ° Cкалория (th) / секунда / сантиметр / ° C килокалория (IT) / час / метр / ° C килокалория ( th) / час / метр / ° CBtu (IT) дюйм / секунду / квадратный фут / ° FBtu (th) дюйм / секунда / квадратный фут / ° FBtu (IT) фут / час / квадратный фут / ° FBtu (th) фут / час / квадратный фут / ° FBtu (IT) дюйм / час / квадратный фут / ° FBtu (th) дюйм / час / квадратный фут / ° F
Результат:

Как использовать преобразователь теплопроводности
Выберите единицу измерения для преобразования из в списке входных единиц.Выберите единицу измерения для преобразования в в списке единиц вывода. Введите значение преобразования из в поле ввода слева. Результат преобразования сразу появится в поле вывода.

Закладка Конвертер теплопроводности - он, вероятно, понадобится вам в будущем.
Загрузить конвертер единиц теплопроводности
наша мощная программная утилита, которая поможет вам легко преобразовать более 2100 различных единиц измерения в более чем 70 категорий.Откройте для себя универсального помощника для всех ваших потребностей в преобразовании единиц измерения - скачайте бесплатную демо-версию прямо сейчас! Сделайте 78 764 преобразования с помощью простого в использовании, точного и мощного калькулятора единиц измерения
Мгновенно добавьте бесплатный виджет «Конвертер теплопроводности» на свой веб-сайт
Это займет меньше минуты, все просто, как вырезать и наклеить.Конвертер органично впишется в ваш веб-сайт, так как его можно полностью изменить. Щелкните здесь, чтобы просмотреть пошаговое руководство по размещению этого конвертера единиц на своем веб-сайте.
Ищете интерактивную таблицу преобразования теплопроводности
?
Посетите наш форум, чтобы обсудить проблемы преобразования
и попросить о бесплатной помощи!
Попробуйте мгновенный поиск категорий и единиц
, он дает результаты по мере ввода!

теплопроводность - калькулятор.org

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность определяется как свойство материала, которое указывает на его способность проводить тепло через свое тело в условиях устойчивого состояния. Теплопроводность зависит от многих свойств материала, его структуры и температуры. Передача тепла в материале происходит за счет теплопроводности; в этом процессе материалы не движутся как единое целое, а энергия течет через тело материала посредством передачи молекулярной кинетической энергии.Теплопроводность можно определить как количество тепла, которое передается через единицу толщины в направлении, перпендикулярном поверхности единицы площади за единицу времени и на единицу разницы температур. Кристаллические вещества, которые являются чистыми по природе, демонстрируют различную теплопроводность вдоль разных осей из-за изменения фононного взаимодействия по любой данной оси.

Карманы, заполненные газом, являются хорошими изоляторами и не проводят тепло при нормальных условиях. Натуральные или биологические изоляторы, такие как мех, перья, также действуют таким же образом и предотвращают теплопроводность кожи.

Легкие газы имеют более высокую теплопроводность, чем более тяжелые газы, такие как ксенон. Аргон - это плотный газ, который иногда используют вместо вакуума для заполнения пустоты в изолирующей колбе.

Изоляция и связанные с ней области широко используют материалы, выбранные из-за их низкой теплопроводности. С другой стороны, системы охлаждения, например, внутри компьютеров, требуют материалов с высокой теплопроводностью, чтобы отводить тепло от таких компонентов, как ЦП (центральный процессор).

Измерение теплопроводности

Существует два метода измерения теплопроводности, а именно стационарный метод и нестационарный метод.

Стационарный метод

Метод разделенных стержней - наиболее распространенный способ измерения теплопроводности. Эти устройства можно настроить в соответствии с требованиями; настройка может быть выполнена в зависимости от необходимых температур и давлений, а также могут быть приняты во внимание размеры образцов. Образец, для которого должна быть рассчитана проводимость, помещают между двумя образцами с известной проводимостью; обычно используются латунные пластины.Образец помещается наверху вертикальной установки, а латунные стержни с известной проводимостью держатся внизу. Чтобы остановить любую конвекцию в образце, тепло подается сверху и перемещается вниз. Примерно через 10 минут измерения проводятся после того, как весь образец становится одинаково горячим.

Переходный метод

Неустойчивый метод не требует ожидания достижения устойчивого температурного режима и позволяет исследовать проводимость как функцию времени.Основное преимущество этого метода в том, что измерения можно проводить относительно быстро. Переходные методы обычно выполняются с помощью игольчатых зондов. Основным недостатком этого метода измерения теплопроводности является то, что математический анализ намного сложнее, поскольку он включает непостоянную температуру.

Добавьте эту страницу в закладки в своем браузере, используя Ctrl и d или используя одну из следующих служб: (открывается в новом окне)

Калькулятор преобразования теплопроводности

Cleave Books
Калькулятор преобразования для единиц
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Тип по размеру.. .

выберите единицы. . .
Вт / м ° К Вт / дюйм. ° F Вт / фут ° F Британские тепловые единицы дюйм / фут² час ° F BTU / дюйм. час ° F БТЕ / фут. сек. ° F БТЕ / фут. час ° F Вт / см ° K Вт / м ° K джоулей / см сек. ° K калорий / см сек. ° K килокалорий / см мин. ° K килокалорий / м час ° K
, затем нажмите

Остальное
Значения показаны в.. . 3 4 5 6 7 8 9 значащие цифры .

° F Вт / фут
Вт / дюйм ° F
Вт / см ° K
Вт / фут
Вт / м ° K
БТЕ дюйм./ фут² час ° F
джоулей / см сек. ° K
БТЕ / дюйм час ° F
кал / см сек. ° K
БТЕ / фут-сек. ° F
ккал / см мин. ° K
БТЕ / фут-час ° F
ккал / м час ° K
° K можно заменить на ° C во всем вышеперечисленном, поскольку эти ступени одинакового размера.
дюймов. - это аббревиатура для дюймов (ов), а футов для футов (или футов).
ккал - килокалории.
Значения британских тепловых единиц () и калорий ( калорий) указаны в Международной таблице.
Очень большие и очень маленькие числа отображаются в электронном формате без интервала.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *