Единица измерения сопротивление теплопередаче: Сопротивление теплопередаче строительных материалов

Сопротивление теплопередаче строительных материалов

Строительство зданий требует соблюдения большого количества нюансов, факторов, способных повлиять на качество постройки. Существуют стандарты, нормы, от которых отходить не рекомендуется. До начала строительства необходимо создать план, произвести расчеты. Коэффициент сопротивления теплопередаче показывает, насколько быстро материалы пропустят холод с улицы в жилье.

Правильно рассчитать теплопередачу приведенного материала так же важно, как и другие данные. От полученных результатов зависит то, насколько жилище будет теплым, какие в нем показатели экономии тепла. Можно примерно рассчитать расход на энергию, затрачиваемую на отопление дома. Кроме того, будет ясна прочность, надежность сооружения.

Стенам и иным частям дома свойственно при больших морозах промерзание. Если не учитывать правила теплопередачи, дом может промерзнуть насквозь. Заморозка-размораживание приводит к скорейшему износу частей жилища, они ветшают, после чего здание может стать аварийным.

Высокое сопротивление теплопроводности наружных стен и дверей помогает справиться с проникновением холода.

Показатели теплопроводности

Любой элемент в природе имеет различную степень проводимости. Тепло проходит сквозь него в зависимости от скорости движения частиц, которые способны передать температурные колебания. Чем частицы ближе находятся одна к другой, тем теплообмен будет проходить быстрее. Получается, что чем более плотный материал, тем быстрее он будет нагреваться или остывать. Плотность является основным фактором теплопередачи, показывая ее интенсивность. Таблица с данными для камня

Выражается данный показатель коэффициентом теплопроводности. Обозначение буквенное производится символом «λ». Единица измерения Вт/(м*С^о). Чем больше численные данные этого коэффициента, тем лучше материал проводит тепло. Существует величина, обратная проводимости тепла, которая называется тепловое термическое сопротивление. Единица измерения: м

2*С^о/Вт. Буквенное обозначение «R».

Данные по регионам

Нормируемое сопротивление можно посмотреть в справочниках. Важно придерживаться норм, чтобы не пришлось дополнительно утеплять дом, так как холод легко проникает сквозь стены. Правильному теплообмену, такому, какой бы подходил для данного региона, должно предшествовать утепление стен и верное использование материалов.

Значения по регионам

Как применяются показатели в строительстве

Для каждого материала, используемого в строительстве, важно определить степень проводимости тепла. Теплоизоляционные свойства влияют на скорость промерзания стен, насколько материал подвержен воздействию холода. Показатель сопротивления при теплопередаче для любого современного материала уже вписан в справочники.

Современные технологии предполагают использование нескольких слоев для стен, дверей, поэтому показатели тепловой проводимости в них могут объединяться. Для показа общей степени проводимости принята величина «приведенное сопротивление теплопередаче». Таблица с данными для стеклопакетов

Рассчитать ее можно точно так же, как и предыдущие данные. Но учитывать следует несколько показателей теплопроводности. Второй вариант произведения расчетов теплоотдачи – использование однородного аналога многослойной стенки. Он должен пропускать такое же количество тепла за равный промежуток времени. Разница в температурах для внутренней части помещения и внешней должна быть одинаковой.

Расчет приведенного сопротивления производится не на квадратный метр, а на целую комнату или весь дом. Показатель помогает обобщить данные о проводимости тепла всего жилища, а точнее материалов, из которых оно изготовлено. Сопротивление для пола также необходимо учитывать.

Термическое сопротивление

Любая стена, дверь, окно служит для ограждения от внешних природных воздействий. Они способны в разной степени защитить жилище от холодов, так как коэффициент проводимости у них отличается. Для каждого ограждения коэффициент рассчитываться должен по-разному. Точно так же ведется расчет для внутренних перегородок, стен, дверей, неотапливаемых частей дома.

Если в здании имеются части, которые не протапливаются, необходимо утеплять стены между ними и другими помещениями так же качественно, как и внешние. Воздух – плохой переносчик тепла, потому что там частицы находятся на значительном отдалении друг от друга. Выходит, что если изолировать некоторые воздушные массы герметично, получится неплохая изоляция от холода. Для уточнения данных производится расчет приведенного сопротивления. Данные показывают, насколько хорошо утеплено жилище, нет ли необходимости в дополнительном утеплении. Современные материалы

В старых домах делали всегда по две рамы, чтобы между ними находилось некоторое количество воздушных масс. Теперь по такому же принципу делаются стеклопакеты, но воздух между стеклами откачивается полностью, чтобы частиц, проводящих тепло, вообще не было. Термическое сопротивление в них значительно превышает показатели старых окон. Входные двери делаются по такому же принципу. Стараются сделать небольшой коридор, предбанник, который сохранит тепло в доме.

Если в жилище установить дополнительные резиновые уплотнители в несколько слоев, это позволит повысить теплоизоляционные свойства. Современные входные двери создаются многослойными, там помещается несколько разных слоев утеплительного материала. Конструкция становится практически герметичной, дополнительное утепление часто не требуется. Сопротивление теплопередаче стен обычно не такое хорошее, потому используются дополнительные материалы для утепления.

Как рассчитывается тепловое сопротивление

Данные после расчета теплового сопротивления помогут показать, насколько хорошо утеплен дом, какое количество тепла теряется в процессе. Таким образом, можно точно подобрать оборудование для утепления, правильно рассчитать мощность. Для примера будет произведен расчет одной из стен и дверей каркасного дома с керамическим кирпичом, что поможет понять, насколько хороши данные материалы для строительства и утепления. Утепление изнутри

Класс сопротивления для каждого материала разный. С обратной стороны он утеплен экструдированным пенополистиролом, толщина которого составляет 100 мм. Стены по толщине будут в два кирпича, что равняется 500 мм. Формула для вычисления сопротивления:

R = d/λ, где d – толщина компонентов стены, λ – коэффициент теплопроводности.

По справочнику необходимо посмотреть данные λ. Это число 0,56 для кирпича и 0,036 – для полистирола.

R = 0,5 / 0,56 = 0,89 – для кирпича.

R = 0,1 / 0,036 = 2,8 – для полистирола.

Общий показатель будет суммой этих величин. R = 0,89 + 2,8 = 3,59. Данная формула с приведенными данными имеет численное значение. Его можно сравнить с показаниями с улицы, верными в вашем регионе, и понять, правильно ли применены утеплители. Можно определить класс по приведенному выше сопротивлению.

Теплые конструкции

Для увеличения теплового термического сопротивления следует использовать современные материалы, в которых показатели проводимости тепла максимально низкие.

Количество таких материалов сейчас увеличивается. Популярными стали:

1. Деревянные конструкции. Считаются экологически чистым материалом, потому многие предпочитают вести строительство, используя именно этот компонент. Использоваться может любой вид окультуренной древесины: сруб, бревно, брус. Чаще применяют сосну, ель или кедр, показатели проводимости которых по сравнению с другими материалами достаточно низкие. Необходимо произвести защиту от атмосферных воздействий, вредителей. Материал покрывается дополнительным слоем, защищающим от негативных факторов.
2. Керамические блоки.

Пример защиты от внешнего воздуха

3. Сэндвич-панели. В последнее время этот материал становится все более популярным. Основные преимущества: дешевизна, высокие показатели сопротивляемости холоду. В материале имеется множество воздушных ячеек, иногда делают «пенную» структуру. Например, некоторые типы панелей имеют вертикальные воздушные каналы, которые неплохо защищают от холода. Другие компоненты делаются пористыми, чтобы большое количество заключенного воздуха помогло справиться с поступающим холодом.
4. Керамзитобетонные материалы. Их использование также позволит надежно защитить жилище от холода.
5. Пеноблоки. Конструкция делается пористой, но достигается это не простым вклиниванием воздушных прослоек, а путем произведения химической реакции. Иногда в цемент добавляется пористый материал, который поверху покрывается застывшим раствором.

Важные моменты для применения утеплительных материалов

При проектировании жилища необходимо учитывать погодные условия местности. Если данные не учтены, термическое сопротивление теплопередаче может быть недостаточным, что позволит холоду проникать сквозь стены. Обычно, если такое происходит, используются утеплители. Иногда утепление производится внутри дома, но обычно оно проводится по наружным стенам. Утепляются несущие элементы и части, расположенные в непосредственном контакте с улицей. Утепление жилища

Показатели современных теплоизоляционных материалов очень высокие, потому их не нужно использовать в большом количестве. Обычно для утепления хватает толщины до 10 мм. Не стоит забывать о паропроницаемости стен, дверей и утеплительных компонентов. Правила строительства требуют, чтобы этот показатель повышался из внутренних частей к внешним. Потому утеплять газобетонные или пенобетонные стены можно только минеральной ватой, показатели которой верны для приведенных требований. Внутреннее утепление

 

Кроме потерь тепла через стены дома оно может уходить через кровлю. Поэтому важно утеплять не только наружные элементы, но и уложить материал над потолком, чтобы жилье было надежно утеплено. Если нет возможности применять необходимый материал, можно сконструировать зазор для вентиляции. В любом случае не стоит забывать, что теплосопротивление для материалов является одной из важнейших величин. Обязательно учитывайте его при возведении нового дома.

 

 

Коэффициент сопротивления теплопередаче

Определение и формула коэффициента сопротивления теплопередаче

Коэффициент сопротивления теплопередаче можно определить как отношение разности температур () на краях изолирующего материала к величине потока тепла (Q), который проходит через него на единицу площади:

   

Особенно часто используют коэффициенты сопротивления теплопередаче и коэффициент теплопередачи в архитектуре и строительстве, характеризуя строительные материалы.

Коэффициент сопротивления теплопередачи связан с коэффициентом теплопроводности вещества (k) как:

   

где — толщина слоя вещества.

Чем выше R вещества, тем лучше его теплозащитные свойства.

Свойства коэффициента сопротивления теплопередаче

Коэффициент сопротивления теплопередачи зависит от свойств вещества, таких как плотность, наличия пор в материале, влажности и т.д. Так, плотное вещество имеет меньший коэффициент сопротивления теплопередачи в сравнении с рыхлым материалом. Увеличение коэффициента при уменьшении плотности вещества объясняется тем, что поры вещества заполнены воздухом, который имеет низкий коэффициент теплопередачи. Рост влажности воздуха ведет к уменьшению сопротивления теплопередачи, так как при увлажнении материала происходит заполнение пор водой, а она имеет низкий коэффициент сопротивления теплопередаче, почти в 20 раз меньший, чем воздух.

Используя такой параметр как коэффициент сопротивления просто рассчитать тепловые потери стен и (или) перекрытий дома:

   

S — площадь.

Если система состоит из нескольких материалов с разными коэффициентами сопротивления теплопередаче, то общее сопротивление теплопередачи является их суммой. Так, если стены являются многослойными, то равно:

   

В соответствии со стандартами законодательством РФ определены минимальные величины коэффициента сопротивления теплопередаче стен и перекрытий жилых домов для регионов страны.

Единицы измерения

Основной единицей измерения коэффициента сопротивления теплопередаче в системе СИ является:

=м²К/Вт

Примеры решения задач

Конвертер термического сопротивления • Термодинамика — теплота • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Шерсть хорошо проводит тепло и люди надевают одежду из нее в мороз, для теплоизоляции. Гора Ай-Петри, Крым, Россия

Общие сведения

Изолированная чашка из нержавеющей стали с двойными стенками помогает сохранить кофе горячим, но не обжечь при этом руки.

Термическое или тепловое сопротивление — это свойство материи противостоять изменениям температуры. Когда вещества с высоким термическим сопротивлением используют для изоляции, они хуже проводят тепло. По сравнению с веществами с низким термическим сопротивлением, такие материалы лучше держат температуру. Материалы с высоким термическим сопротивлением используют, когда необходимо поддерживать постоянную температуру внутри камеры или помещения, так как они замедляют утечку тепла в более холодную окружающую среду, или, наоборот, поступление тепла в камеру из более теплой среды.

Радиаторы изготавливают из материалов с низким термическим сопротивлением, например из алюминия и меди.

Пример использования материалов с высоким тепловым сопротивлением — термоизоляция вокруг камеры холодильника, для того, чтобы не пропускать тепло внутрь. Такие материалы используют, также, в скафандрах, чтобы не выпускать наружу тепло тела космонавтов.

Материалы с низким термическим сопротивлением, наоборот, хорошо проводят тепло, поэтому их используют, когда необходимо охладить предмет. С их помощью тепло передается от охлаждаемого предмета в окружающую среду. Этот метод часто используется в радиоэлектронике, для охлаждения различных элементов электронного оборудования. Выделяемое ими тепло нагревает окружающий воздух.

Передвижной конвекционный нагреватель нагревает воздух, а его стенки остаются теплыми а не горячими, поэтому кошки очень любят возле них греться.

Чтобы лучше понять тепловое сопротивление, рассмотрим три возможных способа передачи тепла: конвекцию, кондуктивный теплообмен или теплопроводность, и тепловое излучение. Конвекция — движение большой группы молекул из теплой среды в холодную. Здесь нагревание среды происходит в основном не потому, что молекулы сообщают свою энергию соседним молекулам, а потому, что они перемещаются, и с ними передвигается и сама среда. Обычно это движение происходит снизу вверх, то есть горячие молекулы движутся вверх, вытесняя холодные молекулы вниз. Например, теплая вода движется от нагревателя в аквариуме (помещенного желательно на дне аквариума) по направлению к холодной воде и к рыбкам. То есть тут вода в аквариуме перемешивается. Переносные обогреватели работают по тому же принципу. Теплый воздух вокруг них уходит в комнату, а на его место приходит холодный.

Эта светодиодная лампа не может работать без алюминиевого радиатора, который передает тепло, выделяемое лампой, в окружающую среду методом кондуктивного теплообмена и конвекции.

Кондуктивный теплообмен или теплопроводность, наоборот, происходит на молекулярном уровне. Он вызван беспорядочным колебанием нагретых молекул вещества: во время движения они сталкиваются с другими молекулами и передают им свою энергию. Обычно кондуктивный обмен происходит внутри среды, или между двумя телами, находящимися вблизи друг от друга. Скорее такой теплообмен произойдет в твердых телах, так как молекулы в них расположены достаточно близко друг от друга. Хороший пример такого теплообмена — нагревание стен дома снаружи вовнутрь, в теплую погоду, и наоборот потеря тепла — в холодную. Если дом плохо изолирован, то зимой тепло постепенно передвигается по стенам из комнаты на улицу, и комната охлаждается, что вынуждает расходовать больше энергии на работу обогревателя.

Тепловое излучение этих обогревателей помогает посетителям ресторана в Майами согреться в холодные декабрьские вечера.

Тепловое излучение передает тепло на гораздо большие расстояния, чем конвекция. Для такого теплообмена не нужна среда, так как тепло передается в форме электромагнитного излучения. Солнечное излучение, нагревающее Землю — пример теплового излучения, также как и инфракрасный свет, который излучается горячими предметами и который можно увидеть с помощью прибора ночного видения или измерить инфракрасным термометром.

Единицы

Термическое сопротивление измеряют как увеличение температуры на единицу мощности. Обычно его измеряют в градусах Цельсия на ватт, или °C/Вт. Увеличение температуры, которое происходит при увеличении мощности, легко измерить. Зная разницу температуры и мощности, вычисляют термическое сопротивление.

 

Термоизоляция помещений

Для термоизоляции помещений строители используют материалы с высоким тепловым сопротивлением. Зимой изолированные здания не выпускают тепло на улицу, а летом не пропускают жару в комнаты. Регулировать температуру в помещении необходимо не только для комфорта людей и животных, но и для выживания, особенно в экстремальных условиях. Все используемые для термоизоляции материалы характеризуется термическим сопротивлением. Когда в зданиях используют сразу несколько таких материалов, их общее тепловое сопротивление вычисляют как сумму отдельного теплового сопротивления каждого из них.

Материалы

Термическое сопротивление несущих элементов строительных конструкций, например кирпича и бетона, обычно низкое, поэтому в большинстве случаев в домах используют дополнительную изоляцию из материалов с высоким термическим сопротивлением. Такие материалы называются теплоизоляторами. Примеры таких материалов — стекловата, которая не очень эффективна, и более эффективные вспененные полимеры и изоляция из целлюлозы. Во многих из них термоизоляция достигается за счет находящегося внутри воздуха, имеющего высокое термическое сопротивление. Обычно такие материалы делают пористыми, а иногда из них делают две герметичные панели, между которыми находится воздух или вакуум.

Изоляция на крыше помогает остановить потерю тепла зимой, и не позволяет теплу проникнуть в дом летом. Дом в Оквилле, Онтарио, Канада

Эксплуатация используемых для термоизоляции материалов осуществляется в соответствии с инструкциями изготовителя. Это особенно касается содержащих воздух пористых теплоизоляционных материалов. Когда они мнутся, складываются, гнутся или ломаются, воздух из них выходит и их эффективность ухудшается. Термическое сопротивление уменьшают также влага, насекомые, плесень, и повреждения. В случае подобных проблем изоляцию необходимо просушить, очистить от плесени и насекомых, а в некоторых случаях — и заменить.

Часто материалы, используемые для термоизоляции, обладают дополнительными свойствами. Некоторые из них хорошо отталкивают влагу (пробка), и обеспечивают звукоизоляцию (пенька). Некоторые — не представляют интереса для насекомых либо благодаря природным свойствам (пробка, бумажная целлюлоза), либо потому, что обработаны специальным составом (изоляция из хлопка). Иногда термоизоляцию делают из полностью или частично переработанных материалов. Термоизоляция из хлопка, бумажной целлюлозы и минеральной ваты делается именно так. В дополнение к этим свойствам, существуют материалы, которые впитывают влагу во влажном климате, и выделяют ее, если в помещении слишком сухо (пенька).

Существует ряд теплоизоляционных материалов, предназначенных для использования в полостях стен. Вспененные материалы туда впрыскивают, а шарики или стружку (полистироловые или перлитовые шарики, опилки, и другие сыпучие материалы) — засыпают. Часть изоляционных материалов легко переработать. Их извлекают из подготовленных к сносу зданий и формируют из них новые изоляционные панели, или устанавливают как есть, без переработки. Так можно использовать, например, полистирол. В некоторых случаях изоляционные материалы небезопасны при неправильном использовании. Так, например, если полистирол загорится, его дым опасен для здоровья.

Самостоятельное устройство термоизоляции в доме

Некоторые люди предпочитают самостоятельно теплоизолировать свой дом. Материалы с высоким термическим сопротивлением можно приобрести в специализированных или интернет-магазинах. В некоторых странах правительство предоставляет льготы людям, которые используют экологически безвредные материалы, поэтому перед покупкой стоит узнать об этом подробнее. Устанавливая изоляцию вручную, необходимо соблюдать правила безопасности, особенно при обращении с опасными материалами. Например, работа со стекловатой должна производиться только в респираторе и в перчатках.

 

В электронике

Эта системная плата с медными и алюминиевыми радиаторами установлена на одном из серверов www.translatorscafe.com.

В радиоэлектронике часто используют вещества с низким тепловым сопротивлением для охлаждения различных электронных компонентов или устройств, которые работают в температурных условиях, близких к максимально допустимым. Если температура превышает норму, то компоненты быстрее изнашиваются, или выходят из строя. Для охлаждения часто используют пассивный теплообменный аппарат, то есть, радиатор. Его корпус, выполненный из материалов с низким термическим сопротивлением, позволяет отводить тепло от электронных компонентов в окружающую среду. Прикрепить радиатор к устройству без зазоров не всегда возможно, поэтому вещества, которыми заполняют зазоры (термоинтерфейс), обязательно должны иметь низкое термическое сопротивление.

Радиаторы с прямыми (слева) и наклоненными (справа) панелями

Устройства и электронные компоненты, нуждающиеся в охлаждении, обычно имеют малую площадь. В радиаторе, наоборот, возможно максимально увеличить площадь поверхности, чтобы как можно большая его часть соприкасалась с воздухом или жидкостью, в которые радиатор отдает тепло. Обычно их делают в форме панелей или стержней, расположенных вертикально. Иногда панели направляют в стороны; такие радиаторы напоминают открытую книгу (на иллюстрации). Между панелями или стержнями должно быть достаточно места, чтобы через них свободно проходил воздух.

Материалы для радиаторов

Передача тепла через радиатор происходит методом конвекции, теплопроводности и излучения. Большая часть радиаторов сделана из металла, особенно из меди и из алюминиевых сплавов. Иногда используют искусственные алмазы, теплопроводность которых в пять раз выше, чем у меди.

Установка радиаторов

Радиаторы прикрепляют к электронным компонентам с помощью двухсторонней липкой ленты, эпоксидной смолы, и различных прижимов и крепежных планок. Все виды крепления сделаны из материалов с низким термическим сопротивлением. Эпоксидная смола хорошо и надежно закрепляет радиатор и лучше передает тепло, чем липкая лента, но она дороже и с ней труднее работать. Крепежные планки и прижимы обеспечивают теплопередачу лучше, чем эпоксидная смола, но такие конструкции — самые дорогостоящие из всех крепежных конструкций на данный момент.

Охладительные бассейны используют на многих атомных электростанциях, чтобы уменьшить потерю энергии через испарение, которая обычно происходит в охладительных градирнях. На карте с сайта Wikimapia.org — охладительный бассейн Нововоронежской атомной электростанции в центральной части России.

В ядерной энергетике

Охлаждение очень важно в ядерной энергетике, так как реакторы вырабатывают тепло и после отключения. Для отвода тепла на атомных электростанциях иногда используют охладительные бассейны, которые также необходимы на случай аварий. Вода в таких бассейнах обычно теплая. Показанный на карте охладительный бассейн Нововоронежской атомной электростанции в России — теплый даже в самые сильные морозы, и его облюбовали рыбаки. Вода в нем чистая,несмотря на то, что используется для охлаждения реактора. В 2011 в этом бассейне прошел кубок России по рыбной ловле. Воду на атомных электростанциях используют и для повседневного охлаждения. Для этого ее подают в специальные бассейны или градирни. Кроме воды используют воздух, но воду используют чаще, так как у нее более низкое термическое сопротивление и с ней удобнее работать.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

СОПРОТИВЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЮ или про тайну за семью печатями

Вспомнился старый анекдот… Штирлиц подошел к окну. Из окна дуло. Штирлиц  задернул штору – дуло исчезло!  
К большому нашему сожалению, простым задергиванием шторы в большинстве светопрозрачных ограждающих конструкциях (далее СПОК) дуло (не в смысле ствола) ну, никак не исчезнет. Как дуло, так и будет дуть.
Так давайте, не вдаваясь в глубокие подробности, простыми арифметическими и немножко физическими усилиями попытаемся разобраться – а что же там за дуло, и что сделать, чтобы не дуло?

 

Сразу хотим предупредить, что в большинстве случаев мы будем прибегать к помощи системных источников информации (чтобы нас не обвинили в отсебятине), и, в большей степени, этим источником будет книга апологета теплотехнических исследований строительных конструкций К.Ф. Фокина «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий».
Но сначала  постараемся не заблудиться в двух соснах терминов, определяющих теплотехнические характеристики конструкций и материалов, используемых для СПОК.

«Первая сосна». Самая известная и загадочная. Имя ее сопротивление теплопередаче. Как в детстве нас пугали различными чудовищами, так сегодня всех клиентов (и корпоративных и частных т.е. В2В и В2С), желающих определиться с типом и характеристиками СПОК, пугают именно этим термином! Вот маленькое у вас сопротивление теплопередаче! Ну, никак не сопротивляется этой самой теплопередаче! Давайте мы его сделаем большИм или, по крайней мере, бОльшим! И что же делать? Надо ли его срочно делать большИм или бОльшим? А на сколько? И как? И что это увеличение даст в экономическом и эргономическом плане?
Прежде чем выдать сухое определение термина, мы хотим спросить читателя – что он хочет получить в итоге установки хорошей СПОК? Наверняка, большинство читателей скажет следующее – конструкция должна быть эстетична, эргономична и экономична! Т.е. имеем три «Э».
Первые два требования отдадим на растерзание архитекторам и дизайнерам, а вот третьим займемся мы. Чуть отвлечемся от СПОК и приведем пример другого экономического показателя, который волнует большинство читателей, являющихся к примеру автолюбителями, не меньше чем СПОК. А какой расход топлива у вашего  автомобиля на 100 км пути? Большинство назовет достаточно точно и  даже похвастается, что у его автомобиля расход очень умеренный, и это реально сказывается на стоимости эксплуатации автомобиля. Автомобиль экономичный, потому что потребляет мало топлива. Это всем понятно – расход топлива можно пересчитать в деньги  на определенный  отрезок пути. Аналогично, нам бы хотелось понимать – какое количество денег мы теряем через СПОК различного типа и что, в конце концов, нам даст удвоение или утроение значения термина сопротивление теплопередаче.
И если у расхода топлива присутствует физический и прямой экономический смысл, то к сожалению, у термина сопротивление теплопередаче ни физического, ни экономического смысла нет. А что же тогда есть? Для начала давайте попробуем заглянуть к нашим европейским соседям. А что измеряют там? О чудо! Ни о каком сопротивление теплопередаче там не слышали и не знают. Для нормального потребителя там предлагают простой термин коэффициент теплопередачи  (коэффициент теплоусвоения) «U-value» (Вт/0С)*м2), который измеряется количеством теплоты, которое будет проходить в течение единицы времени через 1 м2 ограждения при разности температур воздуха с одной и с другой его стороны, равной 1 °С. Т.е. это очень похоже на расход топлива в автомобиле. С ним все понятно. Стоимость теплоты мы знаем (платим либо за киловаты, либо за гигакалории, как и за бензин), поэтому, при необходимости можем без особых проблем посчитать, сколько денег в прямом смысле на отопление зимой или охлаждение летом улицы вылетает через наши СПОК.
Перефразируем известную фразу:  Имя твое неизвестно, термин твой беспонятен.
Мы действительно не знаем имя того человека, который взял понятный показатель (коэффициент теплопередачи) и превратил его в сопротивление теплопередаче, назвав его именем «R». И сделал он это простым, но не совсем понятным для потребителя способом: взял обратную величину от коэффициента теплопередачи, т.е. R=1/U. Таким образом, единицей измерения R будет м2*0С/Вт.  Вроде бы  ничего сложного?  Но призовем в помощь алгебру (9 класс средней школы) и посмотрим на функцию  R=1/U (график – гипербола). Хорошо видно, что зависимость U и R  нелинейная, при значениях  U стремящихся к  нулю, R стремится к бесконечности. Так где же тот уровень разумной достаточности, когда есть смысл бороться за увеличение значения сопротивления теплопередаче?
Посмотрим на график зависимости удельного теплового потока «Q» (Вт/м2) за час через СПОК от величины сопротивления теплопередаче (м2*0С/Вт).  Мы видим, что при увеличении сопротивления теплопередаче от 0,25 до 0,5 идет резкое снижение теплопотерь через СПОК.
А при дальнейшем увеличении значения сопротивления теплопередаче, экономический эфффект от снижения  прямых теплопотерь уже не столь выражен, а при значениях сопротивления теплопередаче больше чем 2 м2*0С(К)/Вт, уровень вложений в СПОК для достижения такого значения (а это уже 3-х камерный стеклопакет) не сможет обеспечить экономическую целесообразность, поскольку срок окупаемости таких вложений от экономии теплопотерь СПОК будет измеряться десятками  лет.  Вы спросите – а почему тогда для остальных ограждающих конструкций значение сопротивления теплопередаче принимаются не менее 3, а то и 5 м2*0С/Вт. Ответ прост. Достижение таких значений сопротивления теплопередаче для непрозрачных элементов (стен и перекрытий) достигается относительно простыми и недорогими способами, и эти конструкции занимают значительно бОльщую площадь, чем СПОК.
Для понимания  влияния  значения сопротивления теплопередаче  на фактическое положение дел с теплотехникой СПОК зададим несколько реперных точек.
Обычное стекло (одинарное без стеклопакета):  R= 0,17 м2*0С/Вт.  Потери  составляют порядка 200 Вт/м2  в час через СПОК при перепаде температур улица-помещение в 43 градуса. Обычный однокамерный стеклопакет R= 0,37 м2*0С/Вт. Потери  составляют порядка 120 Вт/ м2. Т.е.  улучшили  значение  сопротивления теплопередаче чуть более чем в 2 раза, сэкономили 80 Вт/м2 в час.
Повышаем сопротивление теплопередаче до уровня R=0,75 м2*0С/Вт (максимум, что можно «выжать» сегодня из однокамерного стеклопакета). Потери составляют порядка 60 Вт/ м2 в час. Т.е. увеличили сопротивление теплопередаче в 2 раза, а потери снизили всего на 25%.
А при увеличении сопротивления теплопередаче еще в 2 раза до уровня R= 1,5 м2*0С/Вт (хороший двухкамерный стеклопакет, который увеличивает стоимость конструкции, как минимум, в полтора раза), потери составляют порядка 38 Вт/м2, т.е. экономия при удвоении значения сопротивления теплопередаче составляет всего 22 Вт/м2 в час. Сравните с первыми показателями экономии – 80 Вт/м2… 60 Вт/м2… и всего 22 Вт/м2. Кому не лень, возьмите в руки калькулятор и посчитайте экономию от такого мероприятия. Добавим немного интриги, но уверены, что результаты расчетов экономии от высоких значений сопротивления теплопередаче в СПОК вас сильно разочаруют.
Конечно потребитель хочет узнать очень важную информацию. А при каком значении сопротивления теплопередаче он будет защищен от такого неприятного явления, как конденсат (запотевание) на стекле?  Хотим сообщить, что при максимальном  уровне влажности до 60% (бани и сауны не берем в расчет) для отсутствия конденсата при перепаде температур улица-помещение  в 43 градуса (так требуют нормативы), т. е мороз за окном -20 а у нас 23 градуса в помещении, сопротивление теплопередаче дожно быть не ниже значения 0,66 м2*0С/Вт.
Для выяснения этого значения мы воспользовались формулой и онлайн калькулятором (http://vbokna.ru/kalkulyatory/tochka-rosy):
R опр = (Твне – Твну) / ((Тр – Твну)* αint)
где:
Тр – расчетная температура точки росы;
Твсс – температура внутреннего стекла стеклопакета, °С;
Твну – средняя температура внутреннего воздуха помещения, °С;
Твне – температура наружного воздуха в холодный период года, °С;
R опр – сопротивление теплопередаче стеклопакета, м2°С/Вт;
αint = 8 – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/( м2°С), принимаемый  по ДБН В-2.6-31-2006 приложение Е. Результат онлайн  расчета  приведен  на рисунке.
Таким образом, для отсутствия запотевания или образования конденсата при достаточно критичных уровнях разницы температур достаточно однокамерного или двухкамерного стеклопакета со значением сопротивления теплопередаче не более 0,7  м2*0С/Вт. А прямые потери через такую СПОК будут в районе 70 Вт/м2. Зная площадь СПОК, уже без труда можно посчитать уровень затрат на компенсацию потерь СПОК в самые критические периоды температурных перепадов.
Нельзя не отметить тот факт, что европейские нормы принимают в расчет перепад температур улица-помещение всего в 15 градусов (а у нас 43 градуса!). И, как говорят в Одессе, это две большие разницы! Поэтому, применение значений коэффициента теплопередачи, указанных в европейских сертификатах для сравнительной оценки тепловых характеристик СПОК, производимых в нашей стране является некорректным.

Пора переходить ко «второй сосне». Солнечный фактор.
И если первая сосна нас защищала от холода, то постараемся с помощью второй сосны  спастись от жары. Все же следует отметить, что климат у нас континентальный, и летом бывают достаточно высокие температуры, которые не так критичны, как мороз (ошпаренных намного меньше чем обмороженных), но для обеспечения комфортности пребывания в помещении мы используем системы кондиционирования, а им в помощь – специальные рефлекторные виды стекол, которые значительно снижают количество тепловой энергии Солнца, попадающего в наши помещения через СПОК.  
Спросите у любого специалиста в области климатических технологий и он скажет, что  стоимость охлаждения на 1 градус в два раза дороже, чем стоимость нагрева того же помещения на 1 градус.
Постараемся разобраться в этой проблеме:  
Возьмем за основу карту солнечной радиации СССР. За 27 лет с момента распада СССР  мы считаем, что на Солнце не многое поменялось.
Как следует из карты – Украина  находится  в зоне получения, приблизительно, 100 килокалорий на  1 кв.см в год при условии падения лучей под углом 80-90 градусов к поверхности Земли. Пересчитаем  площадь 1 кв.м  в квадратные сантиметры  и получим значение 10 000 кв.см. Суммарное количество солнечной радиации полученной в год на 1 кв.м равно 10 000 000 калорий или 10 000 мегакалорий, что в пересчете (1мКал= 1,16 кВт) дает 8600 кВт.
Летом количество солнечной радиации больше чем зимой на 25%. Т.е. можно принять, что летом количество солнечной радиации на 1 кв. м будет 3,75 кВт. С учетом того, что максимальная активность солнца принята с 10 до 16 часов летом, то удельное поступление солнечной радиации будет в пределах 600-800 Вт/час (мин-макс) на 1 кв. м.
Введем понижающий коэффициент на стандартные теплотехнические свойства стеклопакета без защиты от солнечной энергии – 1,15 (15%) и коэффициент непрямого попадания солнечных лучей 1,3. Общее снижение уровня тепловой энергии составит 1,5 раза.
Итого, максимальное количество солнечной радиации будет не в пределах 500-550 Вт/час проникающей через 1 кв.м СПОК в самый жаркий солнечный день, но для ее компенсации потребуется, как минимум, в два раза больше энергии на кондиционирование помещения.
С помощью современных энергоэффективных стекол возможно снижение уровня проникающей через СПОК солнечной радиации в 4 раза (солнечный фактор SF =0,25), что в конечном итоге  приведет к проникновению в помещение солнечной энергии через СПОК всего 130-140 Вт/ м2  вместо  500 Вт/час .
Если  ваши СПОК имеют прямое попадание  солнечной энергии, рекомендуем в состав стеклопакета включать наружное стекло с хорошими рефлекторными свойствами, еще лучше мультифункциональное стекло, которое уберет солнечное тепло летом, и значительно улучшит тепловые характеристики стеклопакета в холодное время года.
Мы постарались изложить в достаточно сжатой форме основные принципы, влияющие на выбор  СПОК и надеемся, что с помощью обычного калькулятора и простых формул, потребители смогут оценить эффективность вложений в различные виды светопрозрачных конструкций и сочетать в них все три «Э». Напомним их – Эстетичность, Эргономичность и Экономичность. Пусть в ваших домах будет светло, тепло и уютно!

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций. Расчет, таблица сопротивления теплопередаче :: BusinessMan.ru

При строительстве частных и многоквартирных домов приходится учитывать множество факторов и соблюдать большое количество норм и стандартов. К тому же перед строительством создается план дома, проводятся расчеты по нагрузке на несущие конструкции (фундамент, стены, перекрытия), коммуникациям и теплосопротивлению. Расчет сопротивления теплопередаче не менее важен, чем остальные. От него не только зависит, насколько будет дом теплым, и, как следствие, экономия на энергоносителях, но и прочность, надежность конструкции. Ведь стены и другие элементы ее могут промерзать. Циклы заморозки и разморозки разрушают строительный материал и приводят к обветшалости и аварийности зданий.

Теплопроводность

Любой материал способен проводить тепло. Этот процесс осуществляется за счет движения частиц, которые и передают изменение температуры. Чем они ближе друг к другу, тем процесс теплообмена происходит быстрее. Таким образом, более плотные материалы и вещества гораздо быстрее охлаждаются или нагреваются. Именно от плотности прежде всего зависит интенсивность теплопередачи. Она численно выражается через коэффициент теплопроводности. Он обозначается символом λ и измеряется в Вт/(м*°C). Чем выше этот коэффициент, тем выше теплопроводность материала. Обратной величиной для коэффициента теплопроводности является тепловое сопротивление. Оно измеряется в (м2*°C)/Вт и обозначается буквой R.

Применение понятий в строительстве

Для того чтобы определить теплоизоляционные свойства того или иного строительного материала, используют коэффициент сопротивления теплопередаче. Его значение для различных материалов дается практически во всех строительных справочниках.

Так как большинство современных зданий имеет многослойную структуру стен, состоящую из нескольких слоев различных материалов (внешняя штукатурка, утеплитель, стена, внутренняя штукатурка), то вводится такое понятие, как приведенное сопротивление теплопередаче. Оно рассчитывается так же, но в расчетах берется однородный аналог многослойной стены, пропускающий то же количество тепла за определенное время и при одинаковой разности температур внутри помещения и снаружи.

Приведенное сопротивление рассчитывается не на 1 м кв., а на всю конструкцию или какую-то ее часть. Оно обобщает показатель теплопроводности всех материалов стены.

Тепловое сопротивление конструкций

Все внешние стены, двери, окна, крыша являются ограждающей конструкцией. И так как они защищают дом от холода по-разному (имеют различный коэффициент теплопроводности), то для них индивидуально рассчитывается сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. К таким конструкциям можно отнести и внутренние стены, перегородки и перекрытия, если в помещениях имеется разность температур. Здесь имеются в виду помещения, в которых разность температур значительная. К ним можно отнести следующие неотапливаемые части дома:

• Гараж (если он непосредственно примыкает к дому).
• Прихожая.
• Веранда.
• Кладовая.
• Чердак.
• Подвал.

В случае если эти помещения не отапливаются, то стену между ними и жилыми помещениями необходимо также утеплять, как и наружные стены.

Тепловое сопротивление окон

В воздухе частицы, которые участвуют в теплообмене, находятся на значительном расстоянии друг от друга, а следовательно, изолированный в герметичном пространстве воздух является лучшим утеплителем. Поэтому все деревянные окна раньше делались с двумя рядами створок. Благодаря воздушной прослойке между рамами сопротивление теплопередаче окон повышается. Этот же принцип применяется для входных дверей в частном доме. Для создания подобной воздушной прослойки ставят две двери на некотором расстоянии друг от друга или делают предбанник.

Такой принцип остался и в современных пластиковых окнах. Единственное отличие – высокое сопротивление теплопередачи стеклопакетов достигается не за счет воздушной прослойки, а за счет герметичных стеклянных камер, из которых откачан воздух. В таких камерах воздух разряжен и практически нет частиц, а значит, и передавать температуру нечему. Поэтому теплоизоляционные свойства современных стеклопакетов намного выше, чем у старых деревянных окон. Тепловое сопротивление такого стеклопакета – 0,4 (м2*°C)/Вт.

Современные входные двери для частных домов имеют многослойную структуру с одним или несколькими слоями утеплителей. К тому же дополнительное теплосопротивление дает установка резиновых или силиконовых уплотнителей. Благодаря этому дверь становится практически герметичной и установка второй не требуется.

Расчет теплового сопротивления

Расчет сопротивления теплопередаче позволяет оценить потери тепла в Вт и рассчитать необходимое дополнительное утепление и потери тепла. Благодаря этому можно грамотно подобрать необходимую мощность отопительного оборудования и избежать лишних трат на более мощное оборудование или энергоносители.

Для наглядности рассчитаем тепловое сопротивление стены дома из красного керамического кирпича. Снаружи стены будут утеплены экструдированным пенополистиролом толщиной 10 см. Толщина стен будет два кирпича – 50 см.

Сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле R = d/λ, где d – это толщина материала, а λ – коэффициент теплопроводности материала. Из строительного справочника известно, что для керамического кирпича λ = 0,56 Вт/(м*°C), а для экструдированного пенополистирола λ = 0,036 Вт/(м*°C). Таким образом, R (кирпичной кладки) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (м²*°C)/Вт, а R (экструдированного пенополистирола) = 0,1 / 0,036= 2,8 (м²*°C)/Вт. Для того чтобы узнать общее теплосопротивление стены, нужно сложить эти два значения: R = 3,59 (м²*°C)/Вт.

Таблица теплового сопротивления строительных материалов

Всю необходимую информацию для индивидуальных расчетов конкретных построек дает представленная ниже таблица сопротивления теплопередаче. Образец расчетов, приведенный выше, в совокупности с данными таблицы может также использоваться и для оценки потери тепловой энергии. Для этого используют формулу Q = S * T / R, где S – площадь ограждающей конструкции, а T – разность температур на улице и в помещении. В таблице приведены данные для стены толщиной 1 метр.

Материал	R, (м2 * °C)/Вт
Железобетон	0,58
Керамзитобетонные блоки	1,5-5,9
Керамический кирпич	1,8
Силикатный кирпич	1,4
Газобетонные блоки	3,4-12,29
Сосна	5,6
Минеральная вата	14,3-20,8
Пенополистирол	20-32,3
Экструдированный пенополистирол	27,8
Пенополиуретан	24,4-50

Теплые конструкции, методы, материалы

Для того чтобы повысить сопротивление теплопередаче всей конструкции частного дома, как правило, используют строительные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Благодаря внедрению новых технологий в строительстве таких материалов становится все больше. Среди них можно выделить наиболее популярные:

• Дерево.
• Сэндвич-панели.
• Керамический блок.
• Керамзитобетонный блок.
• Газобетонный блок.
• Пеноблок.
• Полистиролбетонный блок и др.

Дерево является весьма теплым, экологически чистым материалом. Поэтому многие при строительстве частного дома останавливают выбор именно на нем. Это может быть как сруб, так и оцилиндрованное бревно или прямоугольный брус. В качестве материала в основном используется сосна, ель или кедр. Тем не менее это довольно капризный материал и требует дополнительных мер защиты от атмосферных воздействий и насекомых.

Сэндвич-панели – это довольно новый продукт на отечественном рынке строительных материалов. Тем не менее его популярность в частном строительстве очень возросла в последнее время. Ведь его основными плюсами является сравнительно невысокая стоимость и хорошее сопротивление теплопередаче. Это достигается за счет его строения. С наружных сторон находится жесткий листовой материал (ОСП-плиты, фанера, металлический профиль), а внутри – вспененный утеплитель или минеральная вата.

Строительные блоки

Высокое сопротивление теплопередаче всех строительных блоков достигается за счет наличия в их структуре воздушных камер или вспененной структуры. Так, например, некоторые керамические и другие виды блоков имеют специальные отверстия, которые при кладке стены идут параллельно ей. Таким образом, создаются закрытые камеры с воздухом, что является довольно эффективной мерой препятствия теплопередачи.

В других строительных блоках высокое сопротивление теплопередачи заключается в пористой структуре. Это может достигаться различными методами. В пенобетонных газобетонных блоках пористая структура образуется благодаря химической реакции. Другой способ – это добавление в цементную смесь пористого материала. Он применяется при изготовлении полистиролбетонных и керамзитобетонных блоков.

Нюансы применения утеплителей

Если сопротивление теплопередачи стены недостаточно для данного региона, то в качестве дополнительной меры могут применяться утеплители. Утепление стен, как правило, производится снаружи, но при необходимости может применяться и по внутренней части несущих стен.

На сегодняшний день существует множество различных утеплителей, среди которых наибольшей популярностью пользуются:

• Минеральная вата.
• Пенополиуретан.
• Пенополистирол.
• Экструдированный пенополистирол.
• Пеностекло и др.

Все они имеют очень низкий коэффициент теплопроводности, поэтому для утепления большинства стен толщины в 5-10 мм, как правило, достаточно. Но при этом следует учесть такой фактор, как паропроницаемость утеплителя и материала стен. По правилам, этот показатель должен возрастать наружу. Поэтому утепление стен из газобетона или пенобетона возможно только с помощью минеральной ваты. Остальные утеплители могут применяться для таких стен, если делается специальный вентиляционный зазор между стеной и утеплителем.

Заключение

Теплосопротивление материалов – это важный фактор, который следует учитывать при строительстве. Но, как правило, чем стеновой материал теплее, тем меньше плотность и прочность на сжатие. Это следует учитывать при планировке дома.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, коэффициент теплосопротивления, теплосопротивление, термическое сопротивление

Пользователи также искали:

нормативное сопротивление теплопередаче украина, приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений, сопротивление теплопередаче материалов, сопротивление теплопередаче нормы, сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции формула, сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций калькулятор, требуемое сопротивление теплопередаче москва, требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, Сопротивление, сопротивление, теплопередаче, ограждающих, конструкций, нормативное, сопротивление теплопередаче нормы, сопротивление теплопередаче материалов, требуемое, формула, украина, конструкции, калькулятор, нормы, приведенное, наружных, ограждений, материалов, москва, ограждающей, приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений, требуемое сопротивление теплопередаче москва, нормативное сопротивление теплопередаче украина, сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции формула, Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций калькулятор, требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций,

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций – Вики

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (англ.  R-value) (также коэффициент теплосопротивления, теплосопротивление и термическое сопротивление) применяется в строительстве. При общих равных условиях, это отношение разности температур на поверхностях ограждающей конструкции к величине мощности теплового потока (теплопередача за один час через один квадратный метр площади поверхности ограждающей конструкции, Q˙A{\displaystyle {\dot {Q}}_{A}}) проходящего сквозь нее, то есть R=ΔT/Q˙A{\displaystyle R=\Delta T/{\dot {Q}}_{A}}. Сопротивление теплопередаче отражает теплозащитные свойства ограждающей конструкции и складывается из термических сопротивлений отдельных однородных слоев конструкции. Термическое сопротивление одного однородного слоя равно отношению толщины этого слоя к коэффициенту теплопроводности материала этого слоя. Для определения сопротивления теплопередаче многослойной ограждающей конструкции необходимо сложить термические сопротивления всех ее однородных слоев, плюс термические сопротивления пристеночных слоев воздуха у внутренней и наружной поверхностей конструкции.

Единицы измерения

В Международной системе единиц (СИ) сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции измеряется разностью температуры в кельвинах (либо в градусах Цельсия) у поверхностей этой конструкции, требуемой для переноса 1 Вт мощности энергии через 1 м² площади конструкции (м²·K/Вт).

Расчёт

Термическое сопротивление одного однородного слоя ограждающей конструкции равно: R=δλ{\displaystyle R={\frac {\delta }{\lambda }}}, где δ — толщина слоя материала, м; λ — коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м°С). Чем больше полученное значение R, тем выше теплозащитные свойства слоя материала. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно сумме термических сопротивлений слоев из однородных материалов, составляющих эту конструкцию.

Для примера рассчитаем теплопотери помещения верхнего этажа дома через крышу. Примем температуру внутреннего воздуха +20°С , а наружного −10°С. Таким образом, температурный перепад составит 30°С (или 30 К). Если, например, потолок комнаты со стороны крыши изолирован стекловатой с низкой плотностью толщиной 150 мм, то сопротивление теплопередачи крыши составит около R=2,5 кв.м*град/Вт. При таких значениях температурного перепада и сопротивления теплопередаче, теплопотери через один квадратный метр крыши равны: 30 /2,5=12 Вт. При площади потолка комнаты 16 м² мощность оттока тепла только через потолок составит 12*16=192 Вт.

Таблица термических сопротивлений слоев из различных материалов

Силикатный кирпич

Толщина слоя, м	Термическое сопротивление слоя, (м²·°С/Вт)
0,25	0,287
0,38	0,437
0,51	0,586

Сосна, ель (поперёк волокон)

Толщина слоя, м	Термическое сопротивление слоя, (м²·°С/Вт)
0,10	0,555
0,12	0,666
0,15	0,833

Минеральная вата (плита)

Толщина слоя, м	Термическое сопротивление слоя, (м²·°С/Вт)
0,05	1,389
0,10	2,778
0,15	4,166

Пенополистирол

Толщина слоя, м	Термическое сопротивление слоя, (м²·°С/Вт)
0,03	0,882
0,05	1,471
0,10	2,94

См.

также

Примечания

Литература

• СВОД ПРАВИЛ СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003
• СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА, СНиП II-3-79, Госстрой России, Москва, 1998
• ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ, СНиП 23-02-2003, Госстрой России, Москва, 2003
• ГОСТ 530—2012 «Кирпич и камни керамические. Общие технические условия».

Преобразователь термического сопротивления • Термодинамика – Тепло • Определения единиц измерения • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Термодинамика – Тепло

Термодинамика – это раздел физики, связанный с теплом и его связью с другими формами энергии и работы. Он определяет термодинамические переменные (такие как температура, энтропия и давление; они также называются макроскопическими переменными), которые описывают средние свойства материальных тел и излучения, и объясняет, как они связаны и по каким законам они меняются со временем.

Преобразователь термического сопротивления

Тепловое сопротивление – это тепловое свойство и мера разницы температур, при которой объект сопротивляется нагреванию. Абсолютное тепловое сопротивление – это разница температур в конструкции, когда через нее протекает единица тепловой энергии за единицу времени. Термическое сопротивление – это обратная теплопроводность. В электронике компоненты выделяют тепло и, следовательно, их необходимо охлаждать. Чтобы предотвратить перегрев электронных компонентов, термопаста с низким тепловым сопротивлением помещается между такими компонентами, как микропроцессоры, и их радиаторами.

Единицы теплового сопротивления в системе СИ составляют кельвина на ватт или эквивалентные градусы градуса Цельсия на ватт . 1 К / Вт = 1 ° C / Вт.

Использование преобразователя термического сопротивления

Этот онлайн-преобразователь единиц измерения позволяет быстро и точно преобразовывать многие единицы измерения из одной системы в другую. Страница преобразования единиц представляет собой решение для инженеров, переводчиков и для всех, чья деятельность требует работы с величинами, измеренными в различных единицах.

Вы можете использовать этот онлайн-конвертер для преобразования нескольких сотен единиц (включая метрические, британские и американские) в 76 категорий или нескольких тысяч пар, включая ускорение, площадь, электрическую энергию, энергию, силу, длину, свет, массу, массовый расход, плотность, удельный объем, мощность, давление, напряжение, температура, время, крутящий момент, скорость, вязкость, объем и емкость, объемный расход и многое другое.
Примечание. Целые числа (числа без десятичной точки или показателя степени) считаются точными до 15 цифр, а максимальное количество цифр после десятичной точки равно 10.», То есть« умножить на десять в степени ». Электронная нотация обычно используется в калькуляторах, а также учеными, математиками и инженерами.

Мы прилагаем все усилия, чтобы результаты, представленные конвертерами и калькуляторами TranslatorsCafe.com, были правильными. Однако мы не гарантируем, что наши конвертеры и калькуляторы не содержат ошибок. Весь контент предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия и положения.

Если вы заметили ошибку в тексте или расчетах, или вам нужен другой конвертер, которого вы здесь не нашли, сообщите нам об этом!

TranslatorsCafe.com Конвертер единиц YouTube канал

Конвертер термического сопротивления

• Термодинамика – Тепло • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц Конвертер топливной эффективности, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер удельной плотностиКонвертер удельного объемаПреобразователь энергии инерции Конвертер сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на объем) Конвертер температуры Int Конвертер термического расширенияКонвертер теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиКонвертер плотности тепла, плотности пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициентов теплопередачиКонвертер объемного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаПреобразователь массового потока Конвертер плотности молярной концентрации Конвертер плотности вязкости КонвертерПроницаемость, проницаемость, проницаемость водяного параКонвертер скорости передачи водяных паровКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркости ) в увеличение (X) конвертер c Преобразователь зарядаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь поверхностной плотности зарядаПреобразователь объёмной плотности зарядаПреобразователь электрического токаПреобразователь линейной плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь удельного электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимости в дБПреобразователь электрической проводимости Ватты и другие единицы измеренияПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность.

Конвертер радиоактивного распада Конвертер радиоактивного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифровых изображений Конвертер единиц измерения объема древесиныКалькулятор молярной массыПериодическая таблица

Мех имеет высокое термическое сопротивление и используется в качестве изолятора для защиты людей от холода. Снято на горе Ай-Петри в Крыму, Россия.

Обзор

Изолированная кофейная чашка из нержавеющей стали с двойными стенками сохраняет кофе горячим, но не обжигает руки.

Термостойкость – это свойство вещества сопротивляться перепадам температуры.Это означает, что материалы с высоким термическим сопротивлением при использовании для изоляции других объектов меньше проводят тепло. Они также могут лучше поддерживать свою температуру по сравнению с объектами с низким тепловым сопротивлением. Высокое тепловое сопротивление может использоваться в ситуациях, когда требуется поддерживать постоянную температуру внутри полости, предотвращая передачу тепла в нее из окружающей среды или, наоборот, останавливая выход тепла из полости в окружающую среду.

В радиаторах используются материалы с низким термическим сопротивлением, такие как медь и алюминий.

Некоторые примеры использования материалов с высоким термическим сопротивлением включают изоляцию вокруг камеры холодильника для предотвращения проникновения тепла или изоляцию в космических костюмах, чтобы не дать теплу, выделяемому космонавтами, выйти в окружающую среду.

С другой стороны, материалы с низким тепловым сопротивлением используются в ситуациях, когда необходимо поддерживать охлаждение объекта, способствуя передаче тепла в окружающую среду. В электронике используются материалы с низким термическим сопротивлением, чтобы отводить тепло от электронных компонентов и отводить его в окружающую среду.

Переносной конвекционный обогреватель нагревает окружающий воздух, но сохраняет тепло его стенок. Кошки наслаждаются теплом рядом с этими обогревателями.

Чтобы понять термическое сопротивление, важно знать три процесса, обеспечивающие передачу тепла: конвекцию, теплопроводность и излучение. Конвекция – это движение большого тела молекул из области с более высокой температурой в более холодную область. Обычно это движение происходит вверх – теплые молекулы движутся вверх, выталкивая холодные молекулы вниз.Это движение может происходить через среду, например, из области вокруг нагревателя аквариума (желательно расположенного на дне аквариума) через воду к рыбам. Здесь, по сути, по аквариуму движется водоем с теплой водой. Переносные обогреватели работают по тому же принципу, при этом теплый воздух удаляется от них и проходит через комнату.

Этот светодиодный прожектор не может работать без алюминиевого радиатора, который передает тепло от светодиода в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции.

Проводимость происходит в гораздо меньшем молекулярном масштабе, когда отдельные частицы передают тепло путем столкновения и диффузии.Этот процесс может происходить только в одной среде или между двумя объектами, которые находятся рядом друг с другом. Это более вероятно в твердых телах, потому что молекулы расположены достаточно близко для этого процесса. Хороший пример – тепло, проникающее через стены дома снаружи в жаркие дни или из дома снаружи в холодную погоду. Потери тепла через стены в результате теплопроводности – проблема плохо утепленных домов.

Тепловое излучение от обогревателей согревает людей холодными декабрьскими ночами в Майами

Тепловое излучение обеспечивает передачу тепла на гораздо большие расстояния, чем конвекция, и не требует среды, поскольку тепло распространяется в виде электромагнитных волн.Солнечное излучение, которое нагревает Землю, является примером теплового излучения, как и инфракрасный свет, который излучается теплыми или горячими объектами и может быть обнаружен приборами ночного видения.

Единицы

Термическое сопротивление измеряется как увеличение температуры на заданную единицу мощности. Обычно он измеряется в градусах Цельсия на ватт или ° C / Вт. Легко наблюдать изменение температуры при увеличении мощности, и можно рассчитать тепловое сопротивление, когда известны его мощность и увеличение температуры.

Изоляция в зданиях

В строительстве используются материалы с высоким термическим сопротивлением, чтобы сохранять в помещениях прохладу летом и тепло зимой. Это очень важно для людей и животных, особенно в экстремальных климатических условиях: это обеспечивает не только комфорт, но и выживание в суровых условиях. Когда здание утеплено, передача тепла из дома наружу в холодную погоду и извне в дом в жаркую погоду замедляется.Каждый материал имеет значение теплового сопротивления, связанное с ним, и когда для изоляции используется более одного материала, общее тепловое сопротивление здания рассчитывается как сумма тепловых сопротивлений компонентов.

Материалы

Материалы, используемые для строительства конструктивных элементов здания, такие как кирпич и бетон, имеют низкое термическое сопротивление. Из-за этого часто используются дополнительные материалы с более высоким термическим сопротивлением. Такие материалы получили название изоляторы . Некоторыми примерами являются изоляция из стекловолокна (США), также известная как стекловата (Великобритания), которая не так эффективна, как изоляция из напыляемой или жесткой пены или целлюлозы. Поскольку воздух имеет высокое тепловое сопротивление, многие изоляторы пористые, что позволяет воздуху проникать в них. В некоторых случаях воздух также задерживается внутри двух панелей с той же целью, например, между двумя окнами.

Установка изоляции крыши предотвращает проникновение лучистого теплового тепла через крышу летом и сводит к минимуму тепловые потери зимой.Дом в Оквилле, Онтарио, Канада.

Изоляционные материалы необходимо поддерживать в состоянии, указанном производителем. В частности, изоляторы с небольшими воздушными карманами не могут быть сжаты, потому что они теряют захваченный воздух и становятся менее эффективными. Точно так же свойства высокой термостойкости ухудшаются, если материалы становятся влажными, зараженными паразитами, плесневеющими или иными повреждениями. Например, это касается бумажной целлюлозы и стекловаты. Если возникают такие проблемы, возможно, потребуется просушить, обработать или заменить изоляцию.

Некоторые материалы, обладающие высокой термостойкостью, также обладают хорошими водоотталкивающими свойствами (пробка) и обеспечивают звукоизоляцию (конопля). Некоторые из них устойчивы к насекомым из-за своих природных свойств (пробка, бумажная целлюлоза) или из-за того, что на них было добавлено покрытие от вредителей (хлопковая изоляция). Некоторые материалы сделаны из переработанных или частично переработанных компонентов. Хлопок, бумажная целлюлоза и минеральная вата или минеральная вата, также известная как минеральная вата, частично перерабатываются. Другие материалы поглощают лишнюю влагу при высокой влажности или выделяют ее, когда воздух сухой (хороший пример – конопля).

Некоторые изоляторы предназначены для использования в полостях стен. Их либо напыляют, либо заливают в эти полости (шарики полистирола, шарики перлита, опилки). Некоторые из них могут быть легко переработаны при демонтаже здания (полистирол используется повторно как есть, либо его можно раскрошить и превратить в новые панели). Не все изоляционные материалы безопасны при случайном ожоге. Например, пары горящего полистирола токсичны.

Изоляция «сделай сам»

Потребители могут самостоятельно утеплить свои дома материалами с высоким термическим сопротивлением.Такие изоляторы можно приобрести в Интернете и в магазинах товаров для дома. Некоторые правительства предоставляют гранты и другие льготы для людей, использующих экологически чистые материалы, поэтому перед покупкой рекомендуется проверить, какие изоляторы имеют право на такие гранты и субсидии. Также очень важно использовать защитные перчатки, маски и другое защитное снаряжение из небезопасных в обращении материалов, таких как, например, минеральная вата или стекловата.

В электронике

Эта материнская плата с медными и алюминиевыми радиаторами установлена ​​в одном из сайтов www. translatorscafe.com серверы.

В электронике различные компоненты часто нагреваются до очень высоких температур, и когда они достигают максимально допустимой температуры, их необходимо охладить. Охлаждение этих деталей также помогает продлить срок их службы. Для этой цели часто используется пассивный теплообменник, называемый радиатором . Он изготовлен из материалов с низким термическим сопротивлением, что позволяет теплу легко перемещаться и выделяться в окружающую среду. Не всегда возможно прикрепить радиатор к устройству без зазоров, и материалы, которые помещаются между радиатором и устройством для решения этой проблемы (термопаста), также должны иметь низкое тепловое сопротивление.

Прямые (слева) и расширяющиеся (справа) радиаторы с ребрами

Устройство, нуждающееся в охлаждении, имеет ограниченную структуру поверхности, которую обычно трудно изменить из-за технических требований к конструкции. С другой стороны, радиатор сделан таким образом, чтобы его площадь поверхности, контактирующая с воздухом или жидкостью, предназначенной для нагрева, была максимальной. Его можно было сделать из параллельных панелей или прутьев, по форме напоминающих кисть. Радиаторы, которые имеют стержни вверх, похожие на щетку, называются штыревыми ребрами.Существуют также типы параллельных панелей, называемые типом с прямыми ребрами, и в некоторых случаях панели разветвляются, как открытая книга со вставленными страницами – это радиаторы с расширяющимися ребрами. Между ребрами должно быть достаточно места, чтобы воздух мог проходить через конструкцию и легко выходить.

Материалы

Передача тепла от радиатора в окружающую среду происходит за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Радиаторы обычно изготавливают из металлов, в частности из меди и сплавов алюминия.Иногда также используется синтетический алмаз.

Крепление радиаторов

Радиаторы прикрепляются к компонентам, нуждающимся в обогреве, с помощью зажимов и штифтов различных типов, двусторонней ленты или эпоксидной смолы. Все эти крепежные приспособления изготовлены из материалов с низким термическим сопротивлением. Эпоксидная смола обеспечивает лучшее крепление и лучшую теплопередачу, чем лента, но она дороже и сложнее прикреплять. Зажимы и нажимные штифты обеспечивают даже лучшее крепление и передачу тепла, чем эпоксидная смола, но при этом стоят дороже.

На некоторых атомных станциях используются бассейны-охладители, которые позволяют снизить потери на испарение, связанные с градирнями. Пруд-охладитель Нововоронежской АЭС в центральной части России показан на этой карте Wikimapia.org.

В атомной промышленности

В атомной энергетике охлаждение важно как во время рутинной работы, так и в аварийных ситуациях, поскольку реакторы могут выделять тепло даже после того, как они отключены. Электростанции имеют радиаторы или конечные радиаторы для аварийного охлаждения.Эти радиаторы представляют собой большие водоемы. Обычно они теплые. Пруд-охладитель Нововоронежской АЭС в России, показанный на иллюстрации, теплый даже в самые холодные зимы, и люди используют его для рыбалки. Вода чистая, потому что не контактирует с радиоактивными элементами, и весной 2011 года здесь проводился Национальный чемпионат России по рыболовству. Воздух и вода также циркулируют в градирнях или прудах-охладителях электростанций для обычного охлаждения.Использование воды гораздо более распространено, чем использование воздуха, потому что эта технология менее затратна и проста в обслуживании, главным образом потому, что вода имеет гораздо меньшее тепловое сопротивление, чем воздух.

Список литературы

Эту статью написала Екатерина Юрий

У вас возникли трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Термическое сопротивление – Термическое сопротивление | Определение

Тепловое сопротивление – это тепловое свойство и измерение разницы температур, с помощью которой объект или материал сопротивляются тепловому потоку.Тепловое сопротивление теплопроводности в плоской стене определяется как:

В технике часто используется еще одно очень важное понятие. Поскольку существует аналогия между диффузией тепла и электрическим зарядом , инженеры часто используют тепловое сопротивление (то есть тепловое сопротивление против теплопроводности) для расчета теплопередачи через материалы. Тепловое сопротивление является обратной величиной теплопроводности.Подобно тому, как электрическое сопротивление связано с проводимостью электричества, тепловое сопротивление может быть связано с проводимостью тепла.

Рассмотрим плоскую стенку толщиной L и средней теплопроводностью k. Две поверхности стены поддерживаются при постоянных температурах T ₁ и T ₂ . Для одномерной устойчивой теплопроводности через стенку имеем T (x). Тогда закон Фурье теплопроводности стены можно выразить как:

Определение термического сопротивления

Тепловое сопротивление – это тепловое свойство и измерение разницы температур, с помощью которой объект или материал сопротивляются тепловому потоку.Тепловое сопротивление теплопроводности в плоской стене определяется как:

Поскольку понятие термического сопротивления может использоваться в различных областях техники, мы определяем:

• Абсолютное термическое сопротивление , R _t , имеющее единицы измерения [К / Вт]. Абсолютное термическое сопротивление – это свойство конкретного компонента, имеющего определенную геометрию (толщина – L, площадь – A и форма). Например, характеристика определенного теплообменника.Для передачи тепла требуется только разница температур.
• Удельное тепловое сопротивление или удельное тепловое сопротивление, R _λ , которое имеет единицы [(К · м) / Вт]. Удельная теплоемкость – это материальная константа. Толщина материала и разница температур необходимы для решения проблемы теплопередачи.
• R-стоимость . Значение R (коэффициент теплоизоляции) является мерой теплового сопротивления. Чем выше значение R, тем выше изоляционная эффективность.Теплоизоляция имеет единицы измерения [(м ² .K) / Вт] в единицах СИ или [(фут ² · ° F · час) / БТЕ] в британских единицах. Это тепловое сопротивление единицы площади материала. Значение R зависит от типа изоляции, ее толщины и плотности. Требуется площадь и разница температур, чтобы решить проблему теплопередачи.

Аналогия электрическому сопротивлению

Вышеприведенное уравнение для теплового потока аналогично соотношению для потока электрического тока I , выраженному как:

, где R _e = L / σ _e A – электрическое сопротивление, а V ₁ – V ₂ – разность напряжений на сопротивлении (σ _e – электрическая проводимость).Аналогия между обоими уравнениями очевидна. Скорость теплопередачи через слой соответствует электрическому току, тепловое сопротивление , соответствует электрическому сопротивлению, а разность температур соответствует разности напряжений на слое. Разница температур является потенциальной или движущей функцией теплового потока, в результате чего уравнение Фурье записывается в форме, аналогичной закону Ома теории электрических цепей.

Представления схем

предоставляют полезный инструмент как для концептуализации, так и для количественной оценки проблем теплопередачи.Эту аналогию можно использовать также для определения термического сопротивления поверхности тепловой конвекции. Обратите внимание, что когда коэффициент конвективной теплопередачи очень велик (h → бесконечность), сопротивление конвекции становится равным нулю, а температура поверхности приближается к температуре в объеме. На практике такая ситуация встречается на поверхностях, где происходит интенсивное кипение и конденсация.

Теплопередача через композитную стенку может быть рассчитана на основе этих сопротивлений.Скорость устойчивой теплопередачи между двумя поверхностями равна разнице температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

Эквивалентная тепловая схема для плоской стены с условиями конвекционной поверхности показана на рисунке.

Сопротивление теплового контакта – проводимость теплового контакта

В теплотехнике: тепловая проводимость контакта [Вт / м ² .K] Сопротивление теплового контакта или [м ² .K / W] представляет собой теплопроводность между двумя твердыми телами. Когда компоненты скреплены болтами или иным образом прижаты друг к другу, также необходимо знать тепловые характеристики таких соединений. В этих композитных системах перепад температуры на границе раздела между материалами может быть значительным. Это падение температуры характеризуется коэффициентом теплопроводности , h _c , который является свойством, показывающим теплопроводность или способность проводить тепло между двумя контактирующими телами.Хотя существуют обширные базы данных по термическим свойствам сыпучих материалов, аналогичные базы данных по прессованным контактам отсутствуют.

Инверсия этого свойства называется термическим контактным сопротивлением .

Контактное сопротивление в большой степени зависит от шероховатости поверхности . Давление, удерживающее две поверхности вместе, также влияет на сопротивление контакта. Наблюдается снижение термического контактного сопротивления с уменьшением шероховатости поверхности и увеличением межфазного давления.Это связано с тем, что поверхность контакта между телами увеличивается с ростом контактного давления. Когда две такие поверхности прижимаются друг к другу, выступы образуют хороший контакт материала, но впадины образуют пустоты , заполненные воздухом . Эти заполненные воздухом пустоты действуют как изоляция из-за низкой теплопроводности воздуха. Ограниченное количество и размер пятен контакта приводит к тому, что фактическая площадь контакта значительно меньше видимой площади контакта.В случае металлического композитного материала, который помещен в вакуум, теплопроводность через пятна контакта является основным режимом теплопередачи, и контактное сопротивление обычно больше, чем когда композитный материал находится в присутствии воздуха или другой жидкости. Более того, сопротивление теплового контакта является значительным и может преобладать для хороших проводников тепла, таких как металлы, но им можно пренебречь для плохих проводников тепла, таких как изоляторы.

Например:

• Тепловая проводимость контакта для алюминиевых пластин с шероховатостью поверхности 10 мкм, помещенных в воздух с давлением на границе раздела 1 атм, составляет h _c = 3640 Вт / м ² .K
• Тепловая проводимость контакта для алюминиевых пластин с шероховатостью поверхности 10 мкм, помещенных в гелий с давлением на границе раздела 1 атм, составляет h _c = 9520 Вт / м ² .K
• Тепловая проводимость контакта для пластин из нержавеющей стали с шероховатостью поверхности 2,5 мкм, помещенных в воздух с давлением на границе раздела 1 МПа, составляет около h _c = 3000 Вт / м ² .K

Сопротивление теплового контакта может быть минимизировано путем нанесения теплопроводящей жидкости, называемой термопастой , такой как смазка CPU , на поверхности до того, как они будут прижаты друг к другу.Основная роль термопасти заключается в устранении воздушных зазоров или промежутков (которые действуют как теплоизолятор) в зоне контакта, чтобы максимизировать теплопередачу. Теплопроводность материала внедрения и его давление – это два свойства, определяющих его влияние на проводимость контакта.

Специальная ссылка: Мадхусудана, Чакраварти В., Тепловая контактная проводимость. Springer International Publishing, 2014. ISBN: 978-3-319-01276-6.

Артикул:

Теплообмен:

1. Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
.
3. Основы тепломассообмена. К. П. Котандараман. New Age International, 2006, ISBN: 9788122417722.
4. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3, май 2016 г.

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж.Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Эддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
5. W.S.C. Уильямс.Ядерная физика и физика элементарных частиц. Clarendon Press; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
7. Роберт Рид Берн, Введение в эксплуатацию ядерного реактора, 1988.
8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
9. Пол Рейсс, нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

1. К.О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

См. Выше:

Теплопроводность

Чем отличается термическое сопротивление от теплопроводности? и какое устройство может их измерить?

Тепловое сопротивление материала обратно пропорционально теплопроводности. то есть теплопроводность имеет единицы измерения Вт · м ^-1 K ^-1 , а тепловое сопротивление имеет единицы K · м · Вт ^-1 . Как было сказано выше, теплопроводность – это способность материала проводить тепло, поэтому термическое сопротивление – это то, насколько материал сопротивляется тепловому потоку.

Что касается их измерения, это частично зависит от области применения. Существуют довольно дешевые (для научного оборудования) методы, которые вы можете использовать для измерения теплопроводности при комнатной температуре (или близкой к комнатной температуре), такие как метод оптического сканирования или метод источника с переходной плоскостью. Однако, если ваше приложение связано с повышенными температурами (или более низкими температурами), вам необходимо использовать такой метод, как метод разделенных стержней, который становится более дорогостоящим как с точки зрения стоимости, так и времени.

Причина, по которой это необходимо, заключается в том, что теплопроводность может зависеть от температуры от умеренной до сильной в зависимости от материала, на который вы смотрите. Я работаю в области геологии, и кристаллические материалы, такие как минералы, могут иметь теплопроводность, которая уменьшается на порядок или всего на 10% при температуре от 0 ° C до 200–300 ° C. Мы не измеряем теплопроводность напрямую, а измеряем температуропроводность (D), то есть скорость, с которой тепловое возмущение распространяется через материал.Это связано с теплопроводностью (k) уравнением k = D * rho * C _P , где rho – плотность материала, а C _P – тепло, необходимое для повышения температуры материала (единицы Дж · кг. ^-1 K, если изобарический). Мы делаем это по ряду причин, которые в некоторой степени зависят от конкретного приложения, но стандартным методом измерения температуропроводности является анализ лазерной вспышки ($$$$). У всех вышеперечисленных методов есть проблемы, серьезность которых зависит от материала, который вы измеряете, и температуры материала (или приложенного давления).

Что касается увеличения теплопроводности материала, это опять же зависит от материала и области применения. Я не очень разбираюсь в технических материалах, поэтому не могу вам помочь, но минералы и горные породы обычно имеют более высокую теплопроводность, если у них мало или совсем нет порового пространства (пустот) в материале, меньше примесей и имеют более крупные кристаллы. Минералы с простым составом и катионами с малой массой также имеют более высокую теплопроводность. Теоретически вы можете снизить температуру до минусовой и увеличить теплопроводность кристаллического материала, но это может оказаться непрактичным для вашего применения.

Тепловое сопротивление – обзор

5.2.2.3 Теплообмен внутри скважинного теплообменника и его основные влияющие факторы

В соответствии с основными принципами, обсуждавшимися ранее при работе с сильно связанными источниками тепла окружающей среды, при проектировании скважинного тепла В теплообменнике (BHE) очень важно обеспечить – рентабельным способом – подачу или отвод тепла из земли без чрезмерной разницы температур между жидким теплоносителем и окружающей землей, тем самым минимизируя разницу между T _2r и T ₂ (см. Рисунок 5.1). Эта разница температур сильно зависит от параметра, известного как тепловое сопротивление жидкости относительно земли, в котором двумя основными составляющими этого сопротивления являются тепловое сопротивление между жидкостью-теплоносителем и стенкой скважины, известное как тепловое сопротивление скважины , и термическое сопротивление окружающего грунта от стенки скважины до некоторого подходящего среднего уровня температуры, называемого термическим сопротивлением грунта (см. Eskilson, 1987; Hellström & Kjellsson, 1998).

Термическое сопротивление грунта включает окружающий грунт от стенки скважины до некоторого эталонного уровня температуры, обычно естественной ненарушенной температуры грунта T ₂ в приложениях типа GSHP. ⁵ В этом типе применения удобно рассматривать тепловую реакцию из-за скачкообразного изменения удельной скорости закачки тепла q (Вт / м) ⁶ , заданной на единицу длины ствола скважины, и ассоциировать температуру эволюция с зависящим от времени тепловым сопротивлением заземления R _g , так что:

(5.2) Tb − T2 = qRg

, где T _b – температура в стенке скважины. Единица теплового сопротивления заземления R _г – К / (Вт / м). Другим важным фактором при проектировании скважинных систем является тепловое сопротивление между теплоносителем в проточных каналах ствола скважины и стенкой ствола скважины. Тепловое сопротивление жидкости к стенке ствола скважины дает разницу температур между температурой жидкости в коллекторе ( T _f ) и температурой на стенке ствола скважины ( T _b ) для определенной удельной скорости теплопередачи. q (Вт / м):

(5.3) Tf − Tb = qRb

As T _f представляет реальную температуру, при которой тепловой насос фактически забирает тепло из холодного резервуара (Tf≈T2r), из комбинации уравнения (5.2) и Уравнение (5.3) мы можем легко вывести:

(5.4) T2r − T2 = q (Rg + Rb)

Следовательно, с точки зрения производительности системы, мы можем видеть, что важно минимизировать термическое воздействие на грунт, а также на скважину. тепловое сопротивление. Однако тепловое сопротивление грунта сильно зависит от таких факторов, как удельное тепловое сопротивление грунта (в зависимости от типа или состава грунта), которое проектировщик не может изменить.Также важно отметить, что обычно используется несколько групп скважин. Тепловое взаимодействие между соседними скважинами разовьется через относительно короткое время, что повлияет на значение R _г . Обычный подход здесь заключается в измерении с помощью так называемых методов импульсного или переходного отклика (TRT) (ASHRAE, 2002; Gehlin, 1998) индивидуального значения скважины R _г , которое затем экстраполируется путем моделирования. через соответствующие так называемые g-функции на поведение всего скважинного поля.Наконец, R _г также зависит от того, насколько интенсивно грунт использовался ранее для термического извлечения / закачки и, следовательно, от энергетического поведения системы (характеризуемого количеством часов, в течение которых система использовалась при полной нагрузке на протяжении всего нагрева. время года).

Термическое сопротивление скважины зависит от расположения проточных каналов и тепловых свойств материалов. Типичные значения, наблюдаемые при полевых испытаниях, варьируются от 0,01 К / (Вт / м) для разомкнутой коаксиальной схемы до примерно 0.25 К / (Вт / м) для одинарных U-образных труб из бентонитового раствора с плохим тепловым контактом с окружающей стенкой скважины. Для типичной скорости теплопередачи 50 Вт / м соответствующие перепады температур, которые могут возникнуть из-за термического сопротивления ствола скважины, будут варьироваться от 0,5 ° C до значений вплоть до 12,5 ° C, что потенциально может очень существенно повлиять на производительность системы. Чтобы свести к минимуму R _b , для обеспечения лучшей теплопередачи используются заполняющие материалы (например, бентонит, бетон и т. Д.) В скважинах с цементным раствором.Однако в заполненных водой скважинах – очень популярных на севере Европы – теплопередача вызывает естественную конвекцию в скважинной воде и в окружающем проницаемом грунте. Этот эффект возможен только при соблюдении определенных условий грунта и приводит к снижению общего термического сопротивления скважины.

В целом термическое сопротивление ствола скважины зависит:

•

От качества раствора

•

От материала скважинной трубы

•

От потока жидкости внутри ППТ— если условия потока ламинарные, тепловой контакт намного хуже, чем в условиях турбулентного потока

•

Возможное тепловое короткое замыкание между восходящими и нижними ветвями внутри BHE

Использование более высоких скоростей потока может свести к минимуму последнее два фактора, но в результате возникает компромисс с увеличением потребности в насосах.

Наконец, при рассмотрении уравнения (5.4) можно пойти другим путем: ограничить удельную скорость отвода тепла, q . Это подход некоторых из наиболее известных стандартов для разработки мелководных геотермальных источников, таких как немецкий стандарт VDI 5450 (VDI, 2008). Здесь максимально допустимые показатели отвода тепла фиксируются в зависимости от различных почв и рабочих параметров данной системы. В первые годы внедрения BHE в Европе стандартным значением для Германии было значение 50 Вт / м (тогда как значение 55 Вт / м обычно принималось для Швейцарии).Эти значения использовались в то время при проектировании жилых зданий GSHP, и 50 Вт / м до сих пор являются практическим значением для определения размеров небольших установок. Однако из всех рассмотрений, сделанных ранее, очевидно, что система BHE не должна разрабатываться в соответствии с такими типами правил.

Электрическое сопротивление | Единицы измерения Wiki

Электрическое сопротивление – это мера степени, в которой объект препятствует прохождению электрического тока.

А резистор

В системе СИ единицей электрического сопротивления является ом.Его обратная величина – . Электропроводность , измеренная в сименсах.

Сопротивление – это свойство любого объекта или вещества сопротивляться или противодействовать прохождению электрического тока. Величина сопротивления в электрической цепи определяет количество тока, протекающего в цепи для любого заданного напряжения, приложенного к цепи. Соответствующая формула:

R = V / I

где

R – сопротивление объекта, обычно измеряемое в омах.

В – разность потенциалов на объекте, обычно измеряемая в вольтах (постоянный ток).

I – ток, проходящий через объект, обычно измеряемый в амперах

Для самых разных материалов и условий электрическое сопротивление не зависит от величины протекающего тока или величины приложенного напряжения. В можно измерить непосредственно на объекте или рассчитать путем вычитания напряжений относительно контрольной точки.Первый метод проще для одного объекта и, вероятно, будет более точным. Также могут возникнуть проблемы с предыдущим методом, если напряжение питания переменного тока и два измерения от контрольной точки не совпадают по фазе друг с другом.

Когда ток I протекает через объект с сопротивлением R , электрическая энергия преобразуется в тепло со скоростью (мощностью), равной

где

P – мощность, измеренная в ваттах

I – ток, измеренный в амперах

R – сопротивление, измеренное в омах

Этот эффект полезен в некоторых приложениях, таких как лампы накаливания освещение и электрическое отопление, но нежелательно при передаче энергии.Обычные способы борьбы с резистивными потерями включают использование более толстого провода и более высоких напряжений. Сверхпроводящий провод используется в специальных приложениях.

Сопротивление постоянному току [править | править источник]

Пока плотность тока в проводнике полностью однородна, сопротивление постоянному току R проводника с регулярным поперечным сечением можно вычислить как

где

L – длина проводника, измеренная в метрах

A – площадь поперечного сечения, измеренная в квадратных метрах

ρ (греч .: rho) – удельное электрическое сопротивление ( также называется удельным электрическим сопротивлением () материала, измеряемым в Ом · метр.Удельное сопротивление – это мера способности материала противодействовать прохождению электрического тока.

По практическим соображениям почти любое подключение к реальному проводнику почти наверняка будет означать, что плотность тока не является полностью однородной. Однако эта формула по-прежнему дает хорошее приближение для длинных тонких проводников, таких как провода.

Сопротивление переменного тока [править | править источник]

Если провод проводит высокочастотный переменный ток, то эффективная площадь поперечного сечения провода, доступная для проведения тока, уменьшается.(См. Скин-эффект).

Формула Термана дает диаметр проволоки, сопротивление которой увеличится на 10%.

где

– рабочая частота, измеренная в герцах (Гц)

– диаметр провода в миллиметрах.

Эта формула применима к изолированным проводам. В проводнике в непосредственной близости от других проводников фактическое сопротивление выше из-за эффекта близости.

В металлах [править | править источник]

Металл состоит из решетки атомов, каждый из которых имеет оболочку из электронов. Внешние электроны могут диссоциировать от своих родительских атомов и путешествовать по решетке, делая металл проводником. Когда к металлу прикладывается электрический потенциал (напряжение), электроны дрейфуют от одного конца проводника к другому под действием электрического поля. В реальном материале атомная решетка никогда не бывает идеально регулярной, поэтому ее несовершенства рассеивают электроны и вызывают сопротивление.Повышение температуры заставляет атомы вибрировать сильнее, вызывая еще больше столкновений и еще больше увеличивая сопротивление.

Чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем больше электронов доступно для переноса тока, поэтому тем ниже сопротивление. Чем длиннее проводник, тем больше случаев рассеяния происходит на пути каждого электрона через материал, поэтому тем выше сопротивление. [1]

В полупроводниках и изоляторах [редактировать | править источник]

Полупроводники обладают свойствами, которые частично отличаются от свойств металлов и изоляторов.Силиконовый бульон имеет сероватый металлический блеск, как металл, но хрупкий, как стекло. Можно управлять резистивными свойствами полупроводниковых материалов, легируя эти материалы атомарными элементами, такими как мышьяк или бор, которые создают электроны или дырки, которые могут перемещаться по решетке материала.

В ионных жидкостях / электролитах [править | править источник]

В электролитах электропроводность осуществляется не зонными электронами или дырками, а движущимися целыми частицами атомов (ионами), каждый из которых несет электрический заряд.Удельное сопротивление ионных жидкостей сильно зависит от концентрации соли – в то время как дистиллированная вода является почти изолятором, соленая вода является очень эффективным проводником электричества. В клеточных мембранах токи переносятся ионными солями. Небольшие отверстия в мембранах, называемые ионными каналами, избирательны по отношению к определенным ионам и определяют сопротивление мембраны.

Сопротивление различных материалов [править | править источник]

Теория лент [править | править источник]

Уровни энергии электронов в изоляторе.

Квантовая механика утверждает, что энергия электрона в атоме не может быть произвольной величиной. Скорее, существуют фиксированные уровни энергии, которые могут занимать электроны, и значения между этими уровнями невозможны. Уровни энергии сгруппированы в две полосы: валентная зона и зона проводимости (последняя обычно выше первой). Электроны в зоне проводимости могут свободно перемещаться по веществу в присутствии электрического поля.

В изоляторах и полупроводниках атомы вещества влияют друг на друга так, что между валентной зоной и зоной проводимости существует запрещенная зона энергетических уровней, которую электроны просто не могут занять. Для протекания тока электрону необходимо передать относительно большое количество энергии, чтобы он перепрыгнул через эту запрещенную щель и попал в зону проводимости. Таким образом, большие напряжения дают относительно малые токи.

Когда сопротивление может зависеть от напряжения и тока, дифференциальное сопротивление , инкрементное сопротивление или наклонное сопротивление определяется как наклон графика V-I в определенной точке, таким образом:

Эту величину иногда называют просто сопротивлением , хотя эти два определения эквивалентны только для омического компонента, такого как идеальный резистор.Если график V-I не является монотонным (т. Е. Имеет пик или впадину), дифференциальное сопротивление будет отрицательным для некоторых значений напряжения и тока. Это свойство часто называют отрицательным сопротивлением , хотя правильнее его называть отрицательным дифференциальным сопротивлением , поскольку абсолютное сопротивление В, / I все еще является положительным.

Около комнатной температуры электрическое сопротивление типичного металлического проводника увеличивается на линейно с температурой:

,

где a – коэффициент термического сопротивления.

Электрическое сопротивление типичного собственного (нелегированного) полупроводника экспоненциально уменьшается с температурой:

При повышении температуры, начиная с абсолютного нуля, примесные (легированные) полупроводники сначала уменьшают сопротивление, когда носители покидают доноры или акцепторы, а затем, когда большинство доноров или акцепторов теряют свои носители, сопротивление снова начинает немного увеличиваться из-за уменьшение подвижности носителей (как в металле), а затем, наконец, начинают вести себя как собственные полупроводники, поскольку носители от доноров / акцепторов становятся незначительными по сравнению с термически генерируемыми носителями

Электрическое сопротивление электролитов и изоляторов сильно нелинейно и зависит от конкретного случая, поэтому здесь не приводятся обобщенные уравнения.

Теплопроводность: определение, единицы, уравнения и пример

Обновлено 28 декабря 2020 г.

ГЭЙЛ ТОУЭЛЛ

Когда вы идете по ковру в холодный зимний день, ноги не ощущают холода. Однако как только вы ступите на кафельный пол в ванной, ваши ноги мгновенно похолодеют. На двух этажах как-то различаются температуры?

Вы, конечно, не ожидали бы этого, учитывая то, что вы знаете о тепловом равновесии.Так почему же они такие разные? Причина в теплопроводности.

Теплообмен

Тепло – это энергия, которая передается между двумя материалами из-за разницы температур. Тепло течет от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой, пока не будет достигнуто тепловое равновесие. Методы передачи тепла включают теплопроводность, конвекцию и излучение.

Тепловая проводимость – это режим, который более подробно обсуждается далее в этой статье, но вкратце это теплопередача посредством прямого контакта.По сути, молекулы более теплого объекта передают свою энергию молекулам более холодного объекта посредством столкновений, пока оба объекта не достигнут одинаковой температуры.

В конвекции тепло передается посредством движения. Представьте себе воздух в вашем доме в холодный зимний день. Вы заметили, что большинство обогревателей обычно располагаются около пола? Когда обогреватели нагревают воздух, он расширяется. Когда он расширяется, он становится менее плотным и поднимается над более прохладным воздухом. В этом случае более холодный воздух находится рядом с нагревателем, поэтому воздух может нагреваться, расширяться и т. Д.Этот цикл создает конвекционные потоки и заставляет тепловую энергию рассеиваться по воздуху в комнате, смешивая воздух по мере его нагрева.

Атомы и молекулы испускают электромагнитное излучение , которое представляет собой форму энергии, которая может перемещаться в космическом вакууме. Вот как тепловая энергия от теплого огня достигает вас, и как тепловая энергия от солнца попадает на Землю.

Определение теплопроводности

Теплопроводность – это мера того, насколько легко тепловая энергия проходит через материал или насколько хорошо этот материал может передавать тепло.Насколько хорошо происходит теплопроводность, зависит от тепловых свойств материала.

Рассмотрим плиточный пол в примере в начале. Это лучший проводник, чем ковер. Вы можете сказать просто наощупь. Когда ваши ноги стоят на кафельном полу, тепло уходит намного быстрее, чем на ковре. Это связано с тем, что плитка позволяет теплу от ваших ног гораздо быстрее проходить через нее.

Так же, как удельная теплоемкость и скрытая теплота, проводимость – это свойство конкретного материала.Он обозначается греческой буквой κ (каппа) и обычно ищется в таблице. Единицы проводимости в системе СИ – ватт / метр × Кельвин (Вт / мК).

Объекты с высокой теплопроводностью являются хорошими проводниками, а объекты с низкой теплопроводностью – хорошими изоляторами. Здесь представлена ​​таблица значений теплопроводности.

Как видите, предметы, которые часто кажутся «холодными» на ощупь, например, металлы, являются хорошими проводниками. Обратите внимание также на то, насколько хорош воздух изолятор.Вот почему большие пушистые куртки согревают зимой: они задерживают большой слой воздуха вокруг вас. Пенополистирол также является отличным изолятором, поэтому его используют для сохранения тепла или холода в еде и напитках.

Как тепло перемещается через материал

По мере того, как тепло распространяется через материал, существует температурный градиент в материале от конца, ближайшего к источнику тепла, до конца, самого дальнего от него.

По мере прохождения тепла через материал до достижения равновесия конец, ближайший к источнику тепла, будет самым теплым, а температура будет линейно снижаться до самого низкого уровня на дальнем конце.Однако по мере того, как материал приближается к равновесию, этот градиент выравнивается.

Теплопроводность и тепловое сопротивление

Насколько хорошо тепло может перемещаться через объект, зависит не только от его проводимости, но и от размера и формы объекта. Представьте себе длинный металлический стержень, проводящий тепло от одного конца к другому. Количество тепловой энергии, которое может пройти за единицу времени, будет зависеть от длины стержня, а также от размера стержня вокруг стержня. Здесь в игру вступает понятие теплопроводности.

Теплопроводность материала, такого как железный стержень, определяется по формуле:

C = \ frac {\ kappa A} {L}

, где A – площадь поперечного сечения материал, L, – длина, а κ – теплопроводность. Единицы проводимости в системе СИ – Вт / К (ватт на кельвин). Это позволяет интерпретировать κ как теплопроводность единицы площади на единицу толщины.

Напротив, тепловое сопротивление определяется по формуле:

R = \ frac {L} {\ kappa A}

Это просто величина, обратная проводимости.Сопротивление – это мера сопротивления проходящей через него тепловой энергии. Термическое сопротивление также определяется как 1 / κ.

Скорость, с которой тепловая энергия Q перемещается по длине L материала, когда разница температур между концами составляет ΔT , определяется по формуле:

\ frac {Q } {t} = \ frac {\ kappa A \ Delta T} {L}

Это также можно записать как:

\ frac {Q} {t} = C \ Delta T = \ frac {\ Delta T} {R}

Обратите внимание, что это прямо аналогично тому, что происходит с током при электрической проводимости.В электрической проводимости ток равен напряжению, деленному на электрическое сопротивление. Электропроводность и электрический ток аналогичны теплопроводности и току, напряжение аналогично разнице температур, а электрическое сопротивление аналогично тепловому сопротивлению. Применяется все та же математика.

Приложения и примеры

Пример: Полусферическое иглу из льда имеет внутренний радиус 3 м и толщину 0.4 мес. Тепло уходит из иглу со скоростью, зависящей от теплопроводности льда κ = 1,6 Вт / мК. С какой скоростью должна непрерывно генерироваться тепловая энергия внутри иглу, чтобы поддерживать температуру 5 градусов по Цельсию внутри иглу, когда на улице -30 градусов по Цельсию?

Решение: Правильное уравнение для использования в этой ситуации – это уравнение из предыдущего:

\ frac {Q} {t} = \ frac {\ kappa A \ Delta T} {L}

Вы учитывая κ, ΔT – это просто разница в температурном диапазоне между внутренней и внешней средой, а L – толщина льда.2

Включение всего в уравнение дает:

\ frac {Q} {t} = \ frac {\ kappa A \ Delta T} {L} = \ frac {1,6 \ times 64,34 \ times 35} {0,4} = 9,000 \ text {Watts}

Приложение: Радиатор – это устройство, передающее тепло от объектов при высоких температурах воздуху или жидкости, которая затем уносит избыточную тепловую энергию. У большинства компьютеров к процессору прикреплен радиатор.