Меню

Коэффициент теплопроводности система измерения



Теплотехнические единицы измерения.

Любой материал и любые конструкции дома обладают теплотехническими свойствами, то есть, в той или иной степени сохраняют, проводят, обмениваются тепловой энергией.

Коэффициент теплопроводности λ является физическим параметром вещества, материала, который характеризует его способность проводить теплоту. Это величина, численно равная тепловому потоку, который проходит сквозь слой материала толщиной 1 м при разности температур в 1°C. Для определения коэффициента теплопроводности стройматериалов можно пользоваться приложением 3 СНиП II-3-79 Строительная теплотехника. Единица измерения коэффициента теплопроводности — Вт/(м·°C).

Коэффициент теплопередачи K. Теплопередачей называется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю через стенку, разделяющую эти теплоносители. Единица измерения коэффициента теплопередачи — Вт/(м 2 ·°C)

Сопротивление теплопередаче (теплосопротивление) R — величина, обратная коэффициенту теплопередачи. Единица измерения — м 2 ·°C/Вт.

  • Коэффициент теплопроводности λВт/(м·°C)
  • Коэффициент теплопередачи КВт/(м²·°C)
  • Сопротивление теплопередаче Rм²·°C/Вт
  • Толщина материала Dм
  • Площадь поверхности Aм²
  • Теплопотери QВт
  • Разница температур Dt°С
  • R = D/λ
  • D = λR
  • λ = D/R
  • К = λ/D
  • D = λ/K
  • λ = KD
  • R = 1/K
  • Q = A·Dt/R

Источник

Коэффициент теплопроводности

Теплопрово́дность — это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием теплорода от одного тела к другому. Однако более поздние опыты, в частности, нагрев пушечных стволов при сверлении, опровергли реальность существования теплорода как самостоятельного вида материи. Соответственно, в настоящее время считается, что явление теплопроводности обусловлено стремлением занять состояние более близкое к термодинамическому равновесию, что выражается в выравнивании температуры.

В установившемся режиме поток энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры:

где — вектор потока тепла — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, коэффициент теплопроводности (иногда называемый просто теплопроводностью), T — температура. Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, ΔT — перепад температур граней, h — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K).

Содержание

Коэффициенты теплопроводности различных веществ

Материал Теплопроводность, Вт/(м·K)
Алмаз 1001—2600
Серебро 430
Медь 382—390
Золото 320
Алюминий 202—236
Латунь 97—111
Железо 92
Платина 70
Олово 67
Сталь 47
Кварц 8
Стекло 1
Вода 0,6
Кирпич строительный 0,2—0,7
Пенобетон 0,14—0,3
Газобетон 0,1—0,3
Дерево 0,15
Шерсть 0,05
Минеральная вата 0,045
Пенополистирол 0,04
Пеноизол 0,035
Воздух (300 K, 100 кПа) 0,026
Воздух (сухой неподвижный) 0,024—0,031
Аргон 0,0177
Ксенон 0,0057
Аэрогель 0,003
Вакуум (абсолютный) 0 (строго)

На практике нужно также учитывать проводимость тепла за счет конвекции молекул и проникаемости излучений. Например, при полной нетеплопроводности вакуума, тепло может передаваться за счет излучения (пример — Солнце, установки инфракрасного излучения). А газ или жидкость могут обмениваться нагретыми или охлажденными слоями самостоятельно или искусственно (пример — фен, греющие вентиляторы).

Читайте также:  Каким нотами можно измерить пространство

Коэффициент теплопроводности вакуума

Коэффициент теплопроводности вакуума стремится к нулю. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тепло в вакууме передаётся только излучением. Поэтому для уменьшения теплопотери стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность хуже излучает и лучше отражает), а воздух между ними откачивают.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности K с удельной электрической проводимостью σ в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

Обобщения закона Фурье

Следует отметить, что закон Фурье не учитывает инерционность процесса теплопроводности, то есть в данной модели изменение температуры в какой-то точке мгновенно распространяется на всё тело. Закон Фурье не применим для описания высокочастотных процессов (и, соответственно, процессов, чьё разложение в ряд Фурье имеет значительные высокочастотные гармоники). Примерами таких процессов являются распространение ультразвука, ударные волны и т. д. Инерционность в уравнения переноса первым ввел Максвелл [1] , а в 1948 году Каттанео был предложен вариант закона Фурье с релаксационным членом: [2]

Если время релаксации τ пренебрежимо мало, то это уравнение переходит в закон Фурье.

Примечания

  1. J. C. Maxwell, Philos. Trans. Roy. Soc. London 157 (1867) 49.
  2. C. Cattaneo, Atti Seminario Univ. Modena 3 (1948) 33.

См. также

Другие способы теплопередачи

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Коэффициент теплопроводности» в других словарях:

Коэффициент теплопроводности — λ, Вт/(м·К), количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице. Источник: СНиП 41 03 2003: Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов Смотри также… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

коэффициент теплопроводности — Величина, характеризующая теплопроводящие свойства материала и определяемая плотностью теплового потока при единичной разности температур между поверхностями слоя материала единичной толщины [Терминологический словарь по строительству на 12… … Справочник технического переводчика

коэффициент теплопроводности — šiluminio laidumo koeficientas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus šilumos srauto tankiui, esant vienetiniam temperatūros gradientui. atitikmenys: angl. coefficient of thermal conductivity vok.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

коэффициент теплопроводности — šiluminio laidumo koeficientas statusas T sritis chemija apibrėžtis Šilumos srauto tankio ir temperatūros dalmuo. atitikmenys: angl. coefficient of heat conductivity; coefficient of thermal conductivity; heat conduction coefficient rus.… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

коэффициент теплопроводности — šilumos laidumo koeficientas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. coefficient of heat conductivity; heat conduction coefficient vok. Wärmeleitfähigkeit, f; Wärmeleitkoeffizient, m; Wärmeleitvermögen, n rus. коэффициент теплопроводности, m… … Fizikos terminų žodynas

коэффициент теплопроводности — šilumos laidumo koeficientas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Savybė, apibūdinanti medžiagos savybę praleisti šilumą ir parodanti, kokį šilumos kiekį geba praleisti medžiaga per laiko vienetą ir ploto vienetą, kai temperatūros gradientas 1 … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

коэффициент теплопроводности, (l), Вт/(м×°С) — 3.2 коэффициент теплопроводности, (l), Вт/(м×°С): Количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице; Источник: СП 61.13330.2012: Тепловая изоляция… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читайте также:  Какая единица является производной единицей измерения си

коэффициент теплопроводности — [thermal conductivity] коэффициент пропорциональности между плотностью теплового потока и вызвавшим его градиентом температур; отношение произведенного количества тепла на толщину стенки к произведению площади поперечного сечения поверхности… … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент теплопроводности — Физический параметр, характеризующий интенсивность процесса теплопроводности в веществе и численно равный плотности теплового потока вследствие теплопроводности при градиенте температуры, равном единице … Политехнический терминологический толковый словарь

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ — величина, характеризующая теплопрово дящие свойства материала и определяемая плотностью теплового потока при единичной разности температур между поверхностями слоя материала единичной толщины (Болгарский язык; Български) коефициент на… … Строительный словарь

Источник

Теплопроводность и коэффициент теплопроводности. Что это такое.

Теплопроводность.

Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем «абстрактный дом». В «абстрактном доме» стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.

Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

Коэффициент теплопроводности.

Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному — интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.

Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами — Неопор.

Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.

Читайте также:  Рулетка погрешность измерений от расстояния

Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.

В строительных нормах и расчетах часто используется понятие «тепловое сопротивление материала». Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см — 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.

Коэффициент теплопроводности материалов.

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

Источник

Перевод единиц измерения Теплопроводности — таблица.

Перевод единиц измерения величин теплопроводности.

  • Пояснения: Индекс IT — «обычные» теловые единицы. Индекс th — термохимические (более редкие единицы англосаксов). Разница менее 0,1%.
  • Градус Цельсия (C) равен по модулю градусу Кельвина (подробнее про температуру).

Таблица перевода единиц теплопроводности глазами русскоговорящих инженеров.

(Единица СИ)
Вт/(м*K) = Вт/(м*C)
W /(m*K) = W /(m*C)

мВт/(см*K) = мВт/(см*C)
mW /(cm*K) = mW /(cm*C)
ккалth/ (час*м*C)
kcalth/ (h* m* C)
калth/ (с*см*C)
calth/ (s*cm*C)
калIT/ (с*см*C)
calIT/ (s*cm*C)
БТЕth*дюйм/ (час*фут 2 *F)
BtuIT in/ (h*ft 2 *F)
БТЕth/ (час*фут*F)
BtuIT/ (h*ft*F)
БТЕIT*дюйм/ (час*фут 2 *F)
BtuIT in/ (h*ft 2 *F)
БТЕIT/ (час*фут*F)
BtuIT/ (h*ft*F)
мВт/(см*K) = мВт/(см*C)
mW /(cm*K) = mW /(cm*C) это:
1 0.1 1*10 -3 1*10 -3 8.60421*10 -2 2,39006*10 -4 2,38846*10 -4 0,693811 5,78176*10 -2 0,693347 5,77789*10 -2
(Единица СИ)
Вт/(м*K) = Вт/(м*C)
W /(m*K) = W /(m*C) это:
10 1 1*10 -2 1*10 -2 0.860421 2,39006*10 -3 2,38846*10 -3 6,93811 0,578176 6,93347 0,577789
Вт/(см*K) = Вт/(см*C)
W /(cm*K) = W /(cm*C) это:
1*10 3 1*10 2 1 1 86.0421 0,239006 0,238846 6,93811*10 2 57,8176 6,93347*10 2 57,7789
Дж/(с*см*K) = Дж/(с*см*С)
J/(s*cm*K) = J/(s*cm*С) это:
1*10 3 1*10 2 1 1 86.0421 0,239006 0,238846 6,93811*10 2 57,8176 6,93347*10 2 57,7789
ккалth/ (час*м*C)
kcalth/ (h* m* C) это:
11.6222 1.16222 1.16222*10 -2 1.16222*10 -2 1 2.77778*10 -3 2.77592*10 -3 8,06363 0,671969 8,05824 0,671520
калth/ (с*см*C)
calth/ (s*cm*C) это:
4,184*10 3 4,184*10 2 4,184 4,184 3,6*10 2 1 0.999331 2.90291*10 3 2.41909*10 -2 2.90096*10 3 2.41747*10 -2
калIT/ (с*см*C)
calIT/ (s*cm*C) это:
4,1868*10 3 4,1868*10 2 4,1868 4,1868 3,60241*10 2 1.00067 1 2.90485*10 3 2.42071*10 -2 2.90291 * 10 3 2.41909*10 -2
БТЕth*дюйм/ (час*фут 2 *F)
BtuIT in/ (h*ft 2 *F) это:
1,44131 0,144131 1,44131*10 -3 1,44131*10 -3 0,124014 3.44482*10 -4 3.44252*10 -4 1 8.33333*10 -2 0.999331 8.32776*10 -2
БТЕth/ (час*фут*F)
BtuIT/ (h*ft*F) это:
17,2958 1,72958 1,72958*10 -2 1,72958*10 -2 1,48816 4.13379*10 -3 4.13102*10 -3 12 1 11.9920 0.999331
БТЕIT*дюйм/ (час*фут 2 *F)
BtuIT in/ (h*ft 2 *F) это:
1,44228 0,144228 1,44228*10 -3 1,44228*10 -3 0,124097 3.44713*10 -4 3.44482*10 -4 1.00067 8.33891*10 -2 1 8.33333*10 -2
БТЕIT/ (час*фут*F)
BtuIT/ (h*ft*F) это:
17,3073 1,73073 1,73073*10 -2 1,73073*10 -2 1,48916 4.13656*10 -3 4.13379*10 -3 12.0080 1.00067 12 1

Таблица перевода единиц теплопроводности глазами англоязычных инженеров.

Источник