Hővezető. Ez egyszerűen bonyolult.

Az építőanyagok hővezető képessége, sűrűsége és hőkapacitása

Az építőanyagok hővezetési tényezőinek átfogó táblázata, valamint az anyagok sűrűsége és fajlagos hője száraz állapotban, légköri nyomáson és 20 ... 50 ° C hőmérsékleten (hacsak más hőmérséklet nincs feltüntetve). Több mint 400 anyagra megadott értékek!

Figyelmet kell fordítani a táblázatban szereplő építőanyagok hővezető képességének értékére, mivel ez a jellemző a sűrűségük mellett a legfontosabb. Különösen fontos a hővezető képesség azoknak az építőanyagoknak, amelyeket hőszigetelésként használnak az építmények hőszigeteléséhez.

Az építőanyagok hővezető képessége jelentősen függ a porozitásuktól és a sűrűségtől. Minél kisebb a sűrűség, annál alacsonyabb az anyag hővezető képessége., ezért az alacsony hővezető képesség jellemző a porózus és könnyű anyagokra (az építőanyagok, fémek és ötvözetek, termékek és egyéb anyagok sűrűségértékeit a részletes sűrűségi táblázatban is megtalálhatja).

Például az anyagok és a fűtőberendezések hővezetési táblázatában a következő, alacsony hővezető együtthatójú építőanyagokat lehet megkülönböztetni - ez aerogél (a 0,014 W / (m · deg)üveggyapot, habosított polisztirol hab és habosított gumi (a 0,03 W / (m · deg)), MBOR hőszigetelés (tól 0,038 W / (m · deg)szénsavas beton és habbeton (2006 - tól) 0,08 W / (m · deg)).
Építőanyagok hővezető képessége - asztal

Források: 1. Fizikai mennyiségek. Könyvtár. A.P. Babichev, N.A. Babushkina, A.M. Bratkovsky és mások; Ed. I.S. Grigorieva, E.Z. Meilikhova. - M .: Energoatomizdat, 1991. - 1232 p. 2. Eremkin A.I., királynő T.I. Az épületek hőállapota: oktatóanyag. - M.: ACB kiadó, 2000 - 368 p. 3. Kirillov P.L., Bogoslovskaya G.P. Hőátadás atomerőművekben: Tankönyv az egyetemeknek. - M.: Energoatomizdat, 2000. - 456 o .: ill. 4. Mihajev M.A., Mihejeva I.M. A hőátadás alapjai. 5. Franchuk A.U. Építőanyagok hőteljesítménytáblái, M.: Építésfizikai Kutatóintézet, 1969 - 142 p. 6. V. Blazi. Tervezői kézikönyv. Épületfizika. M.: Tekhnosfera, 2004. 7. Építőipari hőtechnika SNiP II-3-79. Oroszország Építésügyi Minisztériuma - Moszkva 1995. 8. Novichenok N.L., Shulman Z.P. A polimerek termofizikai tulajdonságai. Minszk, "Tudomány és technika" 1971. - 120 p. 9. Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Hőátadás. Tankönyv egyetemeknek, szerk. 3. rev. és add hozzá. - M.: "Energia", 1975. - 488 p.

Alapvető meghatározások

A hővezetőképesség jelensége abban áll, hogy a hőmozgás során az anyag szerkezeti részecskéi - molekulák, atomok, elektronok - átadják a hőt. Folyadékokban és szilárd anyagokban - dielektrikumokban - a hőátadás a molekulák és atomok hőmozgásának közvetlen szomszédos anyagrészecskékbe történő közvetlen átvitelével történik. Gáznemű testekben a hő hővezető képességgel történő terjedése a különböző hősebességű molekulák ütközése során bekövetkező energiacsere miatt következik be. A fémekben a hővezető képesség elsősorban a szabad elektronok mozgásának köszönhető.
A fő hővezető zek számos matematikai fogalmat tartalmaz, amelyek meghatározásait célszerű felidézni és megmagyarázni.

A hőmérsékleti mező a hőmérséklet értékeinek halmaza a test minden pontján egy adott időpontban. Matematikailag t = f (x, y, z, τ). Megkülönböztetünk egy álló hőmérsékleti mezőt, amikor a test minden pontján a hőmérséklet nem függ az időtől (az idő múlásával nem változik), és a nem álló hőmérsékleti mezőt. Ezenkívül, ha a hőmérséklet csak egy vagy két térkoordináta mentén változik, akkor a hőmérsékleti mezőt egy- vagy kétdimenziósnak nevezzük.

Az izotermikus felület azonos hőmérsékletű pontok helye.

A hőmérsékleti gradiens - grad t egy olyan vektor, amely a normál irányban az izoterm felületre irányul, és numerikusan megegyezik a hőmérséklet ezen irányú deriváltjával.

A hővezetőképesség alaptörvénye szerint - Fourier-törvény (1822) szerint a hővezető képesség által közvetített hőáram sűrűségvektora arányos a hőmérsékleti gradienssel:

q = - λ grad t, (3)

ahol λ az anyag hővezetési tényezője; mértékegysége W / (m · K).

A (3) egyenlet mínuszjele azt jelzi, hogy a q vektor a grad t vektorral szemben helyezkedik el, azaz a hőmérséklet legnagyobb csökkenése felé.

Az önkényesen orientált dF alapterületen átmenő δQ hőáram egyenlő a q vektor skaláris szorzatával a dF elemi terület vektorával, és a teljes F felületen átmenő Q teljes hőáramot úgy határozzuk meg, hogy ezt a terméket a felületre integráljuk. F:

(4)

A HŐVEZETŐSÉG EGYSZERŰSÉGE

A Fourier-törvényben szereplő λ hővezető együttható (3) jellemzi az adott anyag hővezetési képességét. A hővezetési együtthatók értékeit az anyagok termofizikai tulajdonságairól szóló kézikönyvek tartalmazzák. Számszerűen a λ = q / grad t hővezetési együttható megegyezik a q hőáram sűrűségével t = 1 K / m gradiens gradiensen. A könnyű gáznak, a hidrogénnek van a legnagyobb hővezető képessége. Szobai körülmények között a hidrogén hővezető képessége λ = 0,2 W / (m · K). A nehezebb gázok esetében a hővezetőképesség kisebb - levegő esetén λ = 0,025 W / (m K), szén-dioxid esetén λ = 0,02 W / (m K).

A tiszta ezüst és a réz hővezető képessége a legnagyobb: λ = 400 W / (m · K). Szénacélok esetén λ = 50 W / (m · K). Folyadékokban a hővezetési tényező általában kevesebb, mint 1 W / (m · K). A víz az egyik legjobb folyékony hővezető, mert λ = 0,6 W / (m · K).

A nemfémes szilárd anyagok hővezető képessége általában 10 W / (m · K) alatt van.

A porózus anyagok - parafa, különféle szálas töltőanyagok, például a szerves gyapjú - hővezető együtthatói a legalacsonyabbak: λ <0,25 W / (m · K), alacsony csomagolási sűrűségnél megközelítve a pórusokat kitöltő levegő hővezetési együtthatóját.

A hőmérséklet, a nyomás és a porózus anyagokban a páratartalom is jelentősen befolyásolhatja a hővezető együtthatót. A referenciakönyvek mindig megadják azokat a feltételeket, amelyek mellett meghatározták az adott anyag hővezetési együtthatóját, és más körülmények között ezek az adatok nem használhatók. A különböző anyagok λ értéktartományait az ábra mutatja. egy.

1. ábra. Különböző anyagok hővezetési együtthatóinak értékei.