Термическое сопротивление теплопередачи: Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Содержание

Термическое сопротивление и коэффициенты диффузионного сопротивления строительных материалов | Строительная физика | Строительное проектирование

Коэффициент теплопроводности λ ккал/ (м • ч • °С) Нумерация Материал Объёмная масса, кг/ м3 Термическое сопротивление,м2 • ч • град/ (см •ккал) Ориентировочные значения диффузионного сопротивления μ
1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ КАМНИ И ГРУНТ
1.1. Естественные камни, растительный грунт
3 1.11 Плотные естественные камни (мрамор, гранит и т.д.)   0,003 пароизоляция
2 1.12 Пористые естественные камни(песчаник, ракушечник, конгломерат и др.)   0,005 10
1,2 1. 13 Песок и гравийный песок естественной влажности 1800 0,0083 2
1,8 1.14 Связной грунт естественной влажности 1700 0,0056 2
1.2. Суглинок
0,8 1.21 Плотный суглинок и блоки из него 2100 0,0125 10
0,6 1.22 Солома с глиной 1700 0,0166 4
0,4 1.23 Лёгкий суглинок 1200 0,025 4
0,4 1.24 Жердь, обмотанная соломой с глиняной обмазкой 1600 0,025 4
1.3. Сухие заполнители перекрытий и других конструкций
0,5 1.31 Песок 1300 0,02 2
0,7 1.32 Гравий, мелкий щебень 1500 0,014 2
0,16 1. 33 Пемзовый гравий 900 0,0625 2
0,16 1.34 Каменноугольный шлак 700 0,0625 2
0,12 1.35 Доменный шлак 1000 0,0835 2
0,35 1.36 Кирпичный бой   0,0286 2
2. РАСТВОРЫ И БЕТОНЫ
2.1. Штукатурка (внутренняя и наружная), бесшовные полы, растворные швы
  2.11 Известковый раствор, раствор на гидравлической извести 1700    
0,75 Известково-цементный раствор 1900 0,0133 10
1,2 2.12 Цементный раствор 2100 0,0084 15
  2.13 Гипсовый раствор, чистый гипс, известково-гипсовый раствор 1200    
0,6 Ангидритовый раствор 1700 0,0166 6
2. 2. Тяжёлые и лёгкие бетоны (в бесшовных конструкциях и большеразмерных плитах)
Бетон на гравии и мелком щебне с плотной структурой
1,3 2.21 Бетоны марок В ≤ 120 2200 0,0077 20
1,75 Бетоны марок В ≤ 160 2400 0,0057 35*
0,65
2.22
Бетон на кирпичном щебне с плотной структурой 1600 0,0153 9
0,8 1800 0,0125 12
0,9 2.23 Железобетон на кирпичном щебне 2000 0,0111 18
0,55 2.24 Бетон с пористым заполнителем 1500 0,0182 3
0,7 Бетон с непористым заполнителем, например, гравием 1700 0,0143 4
0,95 1900 0,0105 6
0,4 2.
25
Бетон на кирпичном щебне 1200 0,025 3
0,5 Бетон на доменном шлаке 1400 0,02 4
0,65 Бетон на пористом шлаке 1600 0,0154 6
0,25 2.26 Пемзобетон, керамзитобетон и бетон на вспененном или гранулированном доменном шлаке 800 0,04 2,5
0,3 1000 0,033 6
0,4 1200 0,025 10
0,12
2.27
Газо- и пенобетон с паропрогревом, лёгкий известковый бетон 400 0,0835 2,5
0,16 500 0,0625 3
0,2 600 0,05 3,5
0,25 800 0,04 6,5
0,3 1000 0,033 10
0,35 2. 28 Деревобетон 80 0,0286 3
0,45 1000 0,0222 3,5
2.3. Бетонные и гипсовые плиты
0,3 2.31 Асбестоцементные плиты прессованные и непресованные 1800 0,033 34
0,3 2.32 Стеновые блоки из лёгкого бетона (DIN 18162) 2200 0,033 34
0,25 2.321 Сборные плиты из естественной пемзы 800 0,04 2,2
0,3 2.322 Панели из керамзито- и пенобетона 1000 0,033 5
0,4 2.323 Шлакабетонные блоки 1200 0,025 10
0,5 2.324 Панели из бетона на спекшейся пемзе, кирпичном щебне, туфе, легкобетонные панели на смешанном заполнителе 1400 0,02 10
2. 33. Гипсовые панели (DIN 18163)
0,25 2.331 Пористый гипс 600 0,04 2
0,28 700 0,036 2
0,35 2.332 Гипс с наполнителем, пустотами или порами 900 0,029 3,5
0,4
2.333 Гипс (гипсовые панели) 1000 0,025 6
0,5 1200 0,2 6
0,5 2.334 Гипс со смешанным заполнителем 1200 0,2 6
0,18 2.34 Гипсовые плиты с двусторонней картонной обшивкой толщиной до 15 мм 1200 0,056 6
2.4. Кладка из бетонных камней (включая растворные швы)
  2. 41 Силикатный кирпич (DIN106, ч.1)
0,9 2.411 Твёрдый силикатный кирпич > 1800 0,011 30
0,9 2.412 Полнотелый силикатный кирпич > 1800 0,011 30
0,85 1800 0,0118 30
0,6 2.413 Дырчатый силикатный кирпич 1200 0,0209 5
0,48 1440 0,0167 7
0,48 2.414 Пустотелые силикатные блоки 1000 0,0232 3,5
0,43 1200 0,0209 5
0,6 2.42 Керамзитовые блоки (DIN 398)
0,75 2. 421 Керамзитовые блоки марок HS100 и HS150 1800 0,0167 10
0,35 2.422 Керамзитовые блоки марки HHS 1800 0,0133 15
0,4 2.43 Легкобетонные полнотелые блоки (DIN 18152) 1000 0,025 3,5
0,45 1200 0,0222 5
0,55 1400 0,0182 6,5
0,68 1600 0,0147 9
  2.44 Легкобетонные пустотелые блоки (DIN 18151)
0,38 2.441 Двухкамерные блоки 1000* 0,0263 2
0,42 1200* 0,0238 2,5
0,48 1400* 0,0209 3,5
0,42 2. 442 Трёхкамерные блоки 1400* 0,0238 3,5
0,48 1800* 0,0209 4,5
0,3 2.45 Газо- и пенобетонные блоки (DIN 4165) и лёгкие известково-бетонные блоки с паропрогревом 600 0,0333 3,5
0,35 800 0,025 10
0,4 1000 0,025 10
0,38 2.46 То же, с твердением на воздухе 800 0,0263 6
0,48 1000 0,0209 10
0,6 1200 0,0167 16
0,38 2.47 Блоки из деревобетона 800 0,0263 3
0,48 1000 0,0208 3,5
3. КИРПИЧ И ПЛИТКА
3.1. Кладка из кирпича (DIN 105), включая растворные швы
0,9 3.11 Клинкер для надземных сооружений ≥ 1900 0,011 20
0,68 3.12 Клинкер с вертикальными пустотами 0,0147 20
0,4 3.13 Полнотелый кирпич, облицовочный кирпич 1000 0,025 3,5
0,45 1200 0,022 4,5
0,52 1400 0,0192 6
0,68 1800 0,0147 10
0,4 3.14 Дырчатый кирпич, дырчатый облицовочный кирпич 1000 0,025 3,5
0,45 1200 0,022 4,5
0,52 1400 0,0192 6
0,9 3. 2 Керамическая плитка 2000 0,011 200
4. СТЕКЛО
0,7 4,1 Листовое стекло (оконное, среднее значение)   0,0142
5. МЕТАЛЛЫ
50 5.1 Чугун и сталь   0,0002
330 5.2 Медь   0,00003
55 5.3 Бронза, медное литьё   0,00018
175 5.4 Аллюминий   9000000
6. ДРЕВЕСИНА, ВЫСУШЕННАЯ НА ВОЗДУХЕ (DIN 4074)
0,18 6.1 Дуб 800 0,056 100
0,15 6.2 Бук 800 0,067 80
0,12 6.3 Ель, сосна, пихта 600 0,083 110
0,12 6. 4 Клееная фанера 600 0,083 100
7. ИСКУССТВЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
0,16 7.1 Линолеум 1200 0,062 пароизоляция
  7.2 Ксилолитовые и аналогичные покрытия (DIN 272)
0,4 7.21 Подготовка и нижний слой двухслойных полов 1800 0,025 пароизоляция
0,6 7.22 Промышленные полы и ходовой слой 2200 0,016 пароизоляция
8. БИТУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
0,6 8.1 Асфальт 2100 0,017 пароизоляция
0,15 8.2 Битумы 1050 0,067 пароизоляция
0,16 8.3 Кровельный картон 1100 0,063 пароизоляция
9. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
0,035** 9.1 Минеральные волокнистые теплоизоляционные материалы (стекло-, каменно-, шлаковолокнистые, DIN 18165) 30 – 200 0,286** 1,4
0,04** 9.2 Растительные волокнистые теплоизоляционные материалы (из морской травы, кокосовые, древесные, торфоволокнистые, DIN 18165) 30 – 200 0,25** 2
0,06 9.3 Строительная шлаковата без наполнителя   0,167 1,4
0,12 9.4 Лёгкие плиты из древесной шерсти (DIN 1101) толщиной 15 мм 570 0,083 11
0,08 То же, толщиной 25 и 35 мм 460/ 415 0,125 6,5
0,07 То же, толщиной 50 мм и более 390/ 360 0,14 4
0,04 9. 5 Древесно-волокнистые плиты 200 0,2 3
0,05 300 0,2 3
0,035 9.6 Пробковые плиты 120 0,286 30
0,038 160 0,63 30
0,04 200 0,25 30
0,055 9.7 Паркет из пробковых плит 450 0,182  
0,04 9.8 Плиты из волокнистого картона с пропиткой битумом 55 0,25 пароизоляция
0,035 9.9 Вспененная синтетическая смола в виде брусков и хлопьев   0,286   
0,035* Стипорол типа 1 13 и более 0,286** 25
0,035 Стипорол типа 2 16 и более 0,286 33
0,035 Стипорол типа 3 20 и более 0,286 42
Стипорол типа 4 25 и более 0,286 50
Коэффициент теплопроводности λ ккал/ (м • ч • °С) Нумерация Материал Объёмная масса, кг/ м3 Термическое сопротивление,м2 • ч • град/ (см •ккал) Ориентировочные значения диффузионного сопротивления μ

Термическое сопротивление полное — Энциклопедия по машиностроению XXL

Полное термическое сопротивление теплопередачи через многослойную плоскую стенку  [c. 375]

Пусть цилиндрическая труба покрыта однослойной изоляцией. При постоянных 1, 2> du d-2, >4, 2, и 2 рассмотрим, как будет изменяться полное термическое сопротивление при изменении толщины изоляции.  [c.377]

Что называется полным термическим сопротивлением и из каких величин оно складывается  [c.383]

Уравнение полного термического сопротивления через многослойную цилиндрическую стенку.  [c.383]


Таким образом, установление оптимальной толщины покрытия сводится практически к решению двух независимых друг от друга задач. Первая задача определяет толщину покрытия в зависимости от его термического сопротивления, обусловливающего полное излучение  [c.117]

В теплообменниках, например, установка ДТП на плоских и криволинейных стенках не отражается на полном температурном напоре и термическом сопротивлении элементов. При этом поправка равна отношению соответствующих термических сопротивлений  [c.275]

В интервале б [c.103]

При наложении слоя тепловой изоляции на трубу полное термическое сопротивление теплопередачи определяется из выражения  [c.104]

Как и прежде, будем считать, что продольное перемешивание в потоках теплоносителей отсутствует, а поперечное перемешивание — полное. Кроме того, предположим, что термическое сопротивление стенок теплообменника мало. При выполнении этого условия температура стенки Тст(х,1), разделяющей теплоносители, может считаться постоянной по толщине стенки.  [c.11]

Л полное термическое сопротивление многослойной плоской стенки.  [c.15]

Многослойная цилиндрическая стенка Аналогично многослойной плоской стенке полное термическое сопротивление многослойной цилиндрической стенки можно записать  [c.18]

Для большой группы теплообменных аппаратов сигнал тепломера может регистрировать искаженную величину не только вследствие искривления линий тока, но и изменения общего термического сопротивления теплопередаче (искажения 2-го рода). Полный температурный напор в этих аппаратах, например испарителях с паровым обогревом, не зависит от факта установки датчика на стенке. Не зависят от этого факта и частные термические сопротивления (конденсации, слоя накипи, основной стенки и т. п.). Следовательно, при увеличении общего термического сопротивления уменьшится плотность теплового потока  [c.69]

Таким образом, отношение каждого из частичных температурных напоров A(i, Л с, Д 2 к полному напору равно отношению соответствующего термического сопротивления к полному термическому сопротивлению.  [c.300]

Если для простоты расчета пренебречь влиянием слоев загрязнений, то полное термическое сопротивление теплопередаче можно записать в следующем виде  [c.427]

Если пренебречь термическим сопротивлением стенки, то формула (17.11а), определяющая полное термическое сопротивление теплопередаче, может быть преобразована в следующее выражение  [c. 435]


Величина, обратная /с, называется полным термическим сопротивлением  [c.183]

Величину /с называют линейным коэффициентом теплопередачи. Величина, обратная к,, называется полным термическим сопротивлением цилиндрической стенки и обозначается R,  [c.187]

Как и в случае плоской стенки, полное термическое сопротивление теплопередачи цилиндрической стенки есть сумма частных термических сопротивлений Ri i = и Ri,2— и термического сопро-  [c.187]

Из формулы (2.106) видно, что при постоянном di с увеличением d2 увеличивается термическое сопротивление Ri , но уменьшается термическое сопротивление теплоотдачи со стороны холодного теплоносителя К(, 2- Такая двойного характера зависимость полного термического сопротивления Ri цилиндрической стенки означает, что существует значение d2, при котором / имеет экстремальное значение. Приравняв первую производную нулю  [c.187]

Величину, обратную коэффициенту теплопередачи, называют полным термическим сопротивлением и обозначают буквой R-.  [c.291]

Полное термическое сопротивление равно сумме отдельных, так называемых частных, термических сопротивлений. Так, для плоской стенки частными сопротивлениями являются  [c.291]

Противоположное влияние оказывает рост концентрации на термическое сопротивление пристенной зоны. По мере увеличения количества частиц объемная теплоемкость этой зоны растет, толщина вязкого подслоя уменьшается, его нарушения учащаются, а возможность прямого контакта частиц со стенкой становится более реальной. Движение частиц в пристенной зоне, несо.мненно, активизирует ее теплопроводность (вихреобразование в корме частицы, отклонение струек газа к стенке и пр.). В итоге термическое сопротивление этого пристенного слоя R , с повышением концентрации твердого компонента будет падать, т. е. Rn. = B — (т>0). Тогда полное термическое сопротивление Roe приближенно оценим как сумму термических сопротивлений  [c.256]

Анализ формулы полного линейного термического сопротивления теплопередачи цилиндрической стенки показывает, что тепловые потерн изолированных трубопроводов уменьшаются не пропорционально увеличению толш,ины изоляции.  [c.377]

Коэффицие 1Т теплопередачи и полное термическое сопротивление шаровой стенки.  [c.383]

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется полным термическим сопротивлением теплопередачи. Для одно-слой Hoii стенки  [c.228]

Эта задача решается аналогично предыдущей. Поскольку общее термическое сопротивление равно сумме частных, то при расчете многослойной стенки уч1ггывают термическое сопротивление всех ее слоев. В соответствии с формулой (19.6) полнее термическое сопротивление теплопередачи стеики, состояи1ей из п слоев,  [c. 228]

Уменьшить термическое сопротивление R., можно увеличением поверхности F, с помощью ее оребреиия. Наиболее yщe твeии( e изменение полного сопротивления теилопередачи за счет частных происходит до тех пор, пока сопротивления R и R iie сравняются. При R = / 2 требуемый коэффициент оребрения поверхности  [c.236]

При а1 = 1с1ет й = й т Л = сопз1 а2 = 1(1ет полное термическое сопротивление теплопередачи будет зависеть от внешнего диаметра трубы 2. Из выражения для Я1 (г) следует, что  [c.230]

В интервале 2поверхности трубы оказывает на термическое сопротивление большее влияние, чем увеличение толщины стенки. В интервале с 2>й кр полное термическое сопротивление теплопередачи увеличивается с ростом 2 из-за преобладающего влияния на Я1 толщины стенки. Эту особенность изоляции криволинейных поверхностей необходимо учитывать при выборе вида тепловой изоляции.  [c.231]

Таким образом, толщина пленки продукта над тепломас-сомером должна выбираться из контрадикторных условий полного восстановления движения влаги по капиллярам пленки и минимального термического сопротивления пленки Нс. Обычно эта толщина составляет 0,5…3 мм.  [c.38]


Сопротивление теплопередаче стеклопакета таблица, гост, формула

Насколько эффективно окна будут выполнять теплозащитную функцию, профессионалы устанавливают при помощи специальных расчетов. Качество теплоизолирующих свойств стеклопакета, в соответствии с ГОСТ 26602.1-99, 24866-99 определяет такой показатель, как сопротивление теплопередаче [R0].

Как проводится измерение показателя (сопротивления теплопередаче коэффициента R0)

Потери тепла иногда количественно определяются с точки зрения теплосопротивления стеклопакета или коэффициента сопротивления теплопередаче R0. Это значение, обратное коэффициенту теплопередачи U. R = 1/U (при переводе Европейских коэффициентов U в Российские R0 не следует забывать, что наружные температуры, используемые для расчетов, сильно отличаются).

В свою очередь, коэффициент теплопередачи U, характеризует способность конструкции передавать тепло. Физический смысл ясен из его размерности. U = 1 Вт/м2С – поток тепла в 1 Ватт, проходящий через кв. метр остекление при разнице температуры (снаружи и внутри) в 1 градус по Цельсию (В Европейских странах коэффициент теплопроводности остекления рассчитывается согласно EN 673). Чем меньше получаемое в результате число, тем лучше теплоизоляционная функция светопрозрачной конструкции.

Надежные компании-производители светопрозрачных конструкций ставят коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимость не только от качества самой конструкции, но и от применения особых технологических операций в процессе изготовления продукции, например, нанесения специального магнетронного, солнцезащитного и энергосберегающего покрытия на поверхность стекла, специальных технологий герметизации, заполнения междустекольного пространства инертными газами и т.п.

В результате этот показатель характеризует не только конкретную функцию теплозащиты, но и качество всего производственного процесса, и качество готового продукта. Эту величину рекомендуется держать под контролем и измерять регулярно — и на различных этапах изготовления, и, с особой тщательностью, на готовых образцах продукции.

Как показатель влияет на выбор стеклопакета?

В каждом регионе, а также в крупных городах нашей страны действуют определенные строительные нормы, в которых указаны требуемые показатели R0тр для стеклопакета строительного назначения. В первую очередь, на них должны ориентироваться застройщики. Но практика показывает, что эти правила соблюдаются далеко не всегда. Поэтому для удобства выбора оконных конструкций STiS мы подготовили специальную таблицу с указанием сопротивления стеклопакетов теплопередаче. Ознакомившись с ней, вы можете убедиться, насколько высоко качество нашей продукции по этому показателю, а также определиться с подходящей конструкцией для остекления своего помещения.

Формула стеклопакета 1 Приведенное сопротивление теплопередаче, м2×°С/Вт
4М1-12-4М1 0,30
4М1-Аг12-4М1 0,32
4M1-16-И4 0,59
4M1-Ar16-И4 0,66
4M1-10-4M1-10-4M1 0,47
4M1-12-4M1-12-4M1 0,49
4M1-Ar10-4M1-Ar10-4M1 0,49
4M1-Ar12-4M1-Ar12-4M1 0,52
4M1-12-4M1-12-И4 0,68
4M1-16-4M1-16-И4 0,72
4M1-Ar6-4M1-Ar6-И4 0,64
4M1-Ar10-4M1-Ar10-И4 0,71
4M1-Ar12-4M1-Ar12-И4 0,75
4М1-Аr16-4М1-Аr16-И4 0,80
4SPGU-14S-4M1-14S-4M1 Теплопакет® 2. 0 0,82
4SPGU-16S-4M1 Теплопакет® 2.0 0,57

Приведенное сопротивление теплопередаче для стеклопакетов указано с учетом всех технологических и производственных особенностей наших продуктов – использования мультифункциональных и низкоэмиссионных стекол, заполнения междустекольного пространства аргоном — газом с низкой теплопроводностью, применения в конструкциях фирменной теплой дистанционной рамки, специальных герметизирующих материалов, солнцезащитного, энергосберегающего покрытий и иных прогрессивных элементов и комплектующих.

  1. Расшифровку обозначений формул стеклопакета можно посмотреть здесь.

Простые правила тёплой стены | ДОМ ИДЕЙ

Желаемое и возможное тепло

В общем случае применяют внешнее утепление. Внутреннее не только менее эффективно, но и противопоказано для дома круглогодичного проживания. Вопрос выбора утеплителя также сложен и неоднозначен.

 

В России в настоящее время используется поэлементное нормирование сопротивления теплопередаче, то есть для каждого элемента наружных ограждающих конструкций нормами задаётся минимально допустимое значение: для стен, окон, крыш и перекрытий.

В Европейских странах и Америке принят немного другой подход к экономии тепла, по удельным теплопотерям. Его смысл в том, что выбор вида ограждающих конструкций увязан с требуемым значением удельной потребности в тепловой энергии на отопление здания. Попросту говоря, нормируются затраты на отопление одного квадратного метра дома. А каким способом будет достигнута эта величина, остаётся на усмотрении застройщика. Именно поэтому, а ещё за счёт более высоких среднегодовых температур, в этих странах в моде большие площади остекления.

Однако нужно учесть, что при полном остеклении фасадов применяются специальные конструкции стен с редкими для нас системами отопления. Между наружной и внутренней стеклянной оболочкой подаётся тёплый воздух – в таком варианте и в их климате это успешно работает. Однако, в наших условиях, потери тепла непременно серьёзно возрастают и комфорт проживания в доме со стеклянными стенами довольно сомнителен. Ведь таких оконных конструкций, которые имели хотя бы приближенную к обычным стенам теплозащиту, пока не придумано.

 

Расчёт теплового сопротивления стен

Чтобы предельно точно, коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проходящее за 1 час через 1 м2 поверхности испытуемого материала толщиной в 1 м при разнице температур поверхностей этого материала равных 1°С. Как видим, реальная толщина материала не влияет на коэффициент теплопроводности. Однако эта толщина учитывается так называемым коэффициентом теплопередачи.

Принцип расчёта следующий: исходя из климатических условий региона нормируется величина значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R. Для климатических условий Челябинска R(м2°С/Вт) равен: для наружных стен 3,42; для чердачных перекрытий и перекрытий над неотапливаемым подвалом 4,5; для кровли 5,09. Единственное, что следует отметить, так это то, что подобные параметры в реальных условиях практически не выполняются. Так что есть, к чему стремиться.

Расчёт однослойных конструкций не представляет сложностей. Однако поскольку сегодня большинство ограждающих конструкций многослойные, требуется учесть сопротивление теплопередаче всех слоёв. Для этого требуется знать толщину и коэффициент теплопроводности каждого составляющего материала. А затем просуммировать все вычисленные значения. Можно не учитывать слои внутренней и наружной штукатурок, так как доказано, что тонкие слои материала с высоким коэффициентом теплопроводности на тепловое сопротивление конструкций заметного влияния не оказывают.

Таблица термического сопротивления часто встречающихся материалов стен

Материал и коэф-т теплопроводности λ

Толщина стены, мм

R стены

Кирпич керамический полнотелый, λ=0,56

510 (в 2 кирпича)

0,85

 

250 (в 1 кирпич)

0,42

 

120 (в 1/2 кирпича)

0,21

Кирпич керамический пустотелый 1000 кг/м3, λ=0,4

640 (в 2,5 кирпича)

1,6

 

510 (в 2 кирпича)

1,28

 

380 (в 1,5 кирпича)

0,95

Кирпич силикатный, λ=0,7

640 (в 2,5 кирпича)

0,91

 

510 (в 2 кирпича)

0,73

 

380 (в 1,5 кирпича)

0,54

Пеноблок и газоблок 1000 кг/м3, λ=0,37

600

1,62

 

400

1,08

 

200

0,54

Пеноблок и газоблок 700 кг/м3, λ=0,3

600

2,0

 

400

1,33

 

200

0,67

Крупноформатный керамический блок, λ=0,2

380

1,9

 

250

1,25

Арболит (цементно-стружечный блок), λ=0,3

600

2,0

 

400

1,33

Железобетон, λ=1,7

600

0,35

 

400

0,24

Сосна поперёк волокон, λ=0,1

200

2,0

 

150

1,5

 

100

1,0

Таблица термического сопротивления часто встречающихся утеплителей

Теплоизоляционный материал

Толщина слоя, мм

R утеплителя

Плита минераловатная плотностью 50 кг/м3, λ=0,04

100

2,5

 

50

1,25

Плита минераловатная плотностью 100 кг/м3, λ=0,056

100

1,79

 

50

0,89

Пенополистирол (пенопласт) плотностью 40 кг/м3, λ=0,038

100

2,63

 

50

1,32

 

30

0,79

Экструзионный пенополистирол плотностью 45 кг/м3, λ=0,033

50

1,52

 

40

1,21

 

20

0,61

Пенополиуретан напыляемый плотностью 40 кг/м3, λ=0,03

100

3. 33

 

50

1,67

Эковата, λ=0,04

100

2,5

 

50

1,25

Как видно из приведённой таблицы, ни одна однослойная стена разумной толщины даже близко не подходит к действующим сегодня необходимым требованиям по теплопотерям стен. Для их соблюдения необходимо применение утеплителя.

На теплопроводность материалов стен и утеплителей сильно влияет такое явление, как влажность. Вода имеет довольно высокий коэффициент теплопроводности и, когда замещает собой воздух в порах материала, ухудшает его теплопроводность. К примеру, при намокании минераловатного утеплителя всего на 5%, его теплоизоляционные свойства снижаются вдвое.

С влажностью связан ещё один аспект, важный для жизни и строительства. Дело в том, что испарение жидкости требует в несколько раз больше тепла, чем доведение этой же жидкости до точки кипения. На практике мокрая стена в процессе высыхания отбирает у дома поистине огромное количество тепла, а ветер ещё и ускоряет этот процесс. В пересчёте на деньги сырость может «вылиться» владельцу дома в весьма существенные добавочные расходы на отопление.

 

Быстрая оценка теплосберегающих возможностей дома

В любом случае, крайне желательно иметь общие представления о возможностях и последствиях разных способов размещения утеплителей. Используя таблицу можно легко рассчитать вид и толщину слоя утеплителя. Важно учесть, что данный метод предназначен лишь для быстрой оценки потребности и определения количества утеплителя, но не более того.

Допустим, имеется стена из рядового пустотелого кирпича толщиной 51 см (в 2 кирпича). Величина термического сопротивления такой кирпичной стены составит R=1,28. Для обеспечения требуемого показателя (3,42) необходимо подобрать утеплитель с сопротивлением его слоя R=3,42-1,28=2,14.

Близкие к этому параметры теплового сопротивления имеют: слой минеральной вата или пенопласта толщиной порядка 8 см или экструдированный пенополистирол толщиной 7 см. Что конкретно выбрать, зависит от домовладельца. По таблице также можно выяснить, что популярная за счёт своей экономичности конструкция стены, включающая 300 мм ячеистого блока с фасадной облицовкой в полкирпича, современным требованиям теплосбережения не соответствует.

Всё вышесказанное абсолютно не означает, что обитатели недостаточно (по нормативам) утеплённого дома зимой непременно начнут замерзать. При условии, что показатели теплосбережения стен и других ограждающих конструкций выше средних, в существующих реалиях пока ещё проще увеличить мощность системы отопления. Однако, если цена топлива в ближайшей перспективе будет приближаться к европейскому уровню (а всё говорит именно об этом), простая арифметика покажет, что выгоднее, всё-таки, утепляться.

Начало: Тепловые потери типичного дома

 

Полное термическое сопротивление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Полное термическое сопротивление

Cтраница 3

Теплообменники такого типа применяются в тех случаях, когда полные термические сопротивления со стороны обоих теплоносителей в соответствующем гладкотрубном теплообменнике существенно различаются.  [31]

Из ( 2 — 25) видно, что полное термическое сопротивление складывается из частных термических сопротивлений 1 / ai, 6Д и l / ct2, причем l / uiRi — термическое сопротивление теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки; 8 / K — Rc — термическое сопротивление теплопроводности стенки; l / az — Rz — термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности стенки к холодной жидкости.  [32]

Для снижения тепловых потерь в окружающую среду необходимо увеличение полного термического сопротивления нагретого тела. Чаще всего это достигается путем нанесения на нагретую поверхность слоя тепловой изоляции.  [33]

Расчеты и практика показывают, что потери теплоты паропроводами зависят от полного термического сопротивления, так как термическое сопротивление стальных стенок трубопроводов мало, поэтому им обычно пренебрегают.  [34]

Архитектурно-строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы полное термическое сопротивление теплопередаче этих конструкций RO l / k ( k — коэффициент теплопередачи, см. подразд.  [35]

Afc, A к полному напору равно отношению соответствующего термического сопротивления к полному термическому сопротивлению.  [36]

Из ( 7.3 а) видно, что n / ш последовательном переносе теплоты полное термическое сопротивление 1 / k равно сумме частных. В терминах пропускных способностей: величина, обратная полной пропускной способности последовательного поверхностного теплопереноса l / ( kf), равна сумме обратных величин пропускных способностей стадий. Это означает, что величина, обратная пропускной способности теплопередачи в целом, больше любой из величин, обратных частной пропускной способности стадии. Это важно и в плане выбора способа интенсификации теплопередачи ( см. разд.  [37]

Применение охлаждающих роликов с тонкими стенками и увеличение скорости движения охлаждающей воды позволяют снизить величину полного термического сопротивления.  [39]

Коэффициент р принимает значения от 0 до 0 8 и зависит от того, какая часть полного термического сопротивления приходится на внутреннюю пленку.  [40]

Данные расчетов, приведенные в табл. 5, показывают, что при вакууме в камере охлаждения 10 — х — 10 — 2 Па полное термическое сопротивление в несколько раз больше, чем при охлаждении в среде инертного газа ( аргона) при давлении 1 3 — 102 — 2 7 — Ю2 Па. Это обусловлено невозможностью создать в вакууме плотный термический контакт между полосой и охлаждающим роликом. Кроме того, в вакууме сопротивление контакта является определяющим, так что уменьшить общее термическое сопротивление можно только при увеличении внешнего давления ( натяжения полосы) или снижении степени шероховатости поверхности полосы и охлаждающего ролика.  [41]

Для указанных теплоносителей величины коэффициентов теплоотдачи к внутренней поверхности трубопровода или оборудования достаточно велики, а значения термического сопротивления Rf и Rf малы и составляют незначительные доли — до 1 % от довольно жестких норм полных термических сопротивлений, и ими можно пренебречь.  [42]

Из формулы (2.106) видно, что при постоянном di с увеличением d2 увеличивается термическое сопротивление Л / с, но уменьшается термическое сопротивление теплоотдачи со стороны холодного теплоносителя RI, 2 — Такая двойного характера зависимость полного термического сопротивления R, цилиндрической стенки означает, что существует значение d2, при котором RI имеет экстремальное значение.  [43]

Рассмотрим теперь составную пластину с такими контактными сопротивлениями, что тепловой поток между поверхностями последовательных слое равен произведению Н на разность температур этих поверхностей ( см. соотношение (9.20) гл. Здесь IjH можно считать термическим сопротивлением контакта, и тогда полное термическое сопротивление составной пластины равно сумме термических сопротивлений отдельных слоев плюс термическое сопротивление контактов между ними.  [44]

Это объясняется тем, что между тонкими дисками при одинаковом давлении на образец устанавливается лучший тепловой контакт. Однако при заданной длине столбика тонкие диски обеспечивают большее значение полного термического сопротивления, что иллюстрируется пунктирной кривой / на фиг. Возможно, что при других значениях толщин и нагрузок наклон кривых был бы иным.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Таблица требуемых сопротивлений теплопередачи ограждающих стен жилых зданий для регионов России

№ п/п

Город РФ

Условия эксплуатации

Градусосутки

Требуемое термосопротивление Rоreq, м2·°С/Вт

1

Архангельск

Б

6170

3,56

2

Астрахань

А

3540

2,64

3

Анадырь

Б

9500

4,72

4

Барнаул

А

6120

3,54

5

Белгород

А

4180

2,86

6

Благовещенск

Б

6670

3,74

7

Брянск

Б

4570

3,00

8

Волгоград

А

4350

2,9

9

Вологда

Б

5570

3,35

10

Воронеж

А

4530

3,0

11

Владимир

Б

5000

3,3

12

Владивосток

Б

4680

3,04

13

Владикавказ

А

3410

2,59

14

Грозный

А

3060

2,47

15

Екатеринбург

А

6210

3,57

16

Иваново

Б

5230

3,23

17

Игарка

Б

9660

4,78

18

Иркутск

А

6480

3,79

19

Ижевск

Б

5680

3,39

20

Йошкар-Ола

Б

5520

3,33

21

Казань

Б

5420

3,30

22

Калининград

Б

3650

2,68

23

Калуга

Б

4810

3,08

24

Кемерово

А

6540

3,69

25

Вятка

Б

5870

3,45

26

Кострома

Б

5300

3,25

27

Краснодар

А

2680

2,34

28

Красноярск

А

6340

3,62

29

Курган

А

5980

3,49

30

Курск

Б

4400

2,95

31

Кызыл

А

7880

4,16

32

Липецк

А

4730

3,06

33

Магадан

Б

7800

4,13

34

Махачкала

А

2560

2,30

35

Москва

Б

5027

3,16

36

Мурманск

Б

6380

3,63

37

Нальчик

А

3260

2,54

38

Нижний Новгород

Б

5180

3,21

39

Новгород

Б

4930

3,13

40

Новосибирск

А

6600

3,71

41

Омск

А

6280

3,60

42

Оренбург

А

5310

3,26

43

Орел

Б

4650

3,03

44

Пенза

А

5070

3,17

45

Пермь

Б

5930

3,48

46

Петрозаводск

Б

5540

3,34

47

Петропавловск-Камчатский

Б

4760

3,07

48

Псков

Б

4580

3,0

49

Ростов-на-Дону

А

3520

2,63

50

Рязань

Б

4890

3,11

51

Самара

Б

5110

3,19

52

Санкт-Петербург

Б

4800

3,08

53

Саранск

А

5120

3,19

54

Саратов

А

4760

3,07

55

Салехард

Б

9170

4,61

56

Смоленск

Б

4820

3,09

57

Ставрополь

А

3210

2,52

58

Сыктывкар

Б

6320

3,61

59

Тамбов

А

4760

3,07

60

Тверь

Б

5010

3,15

61

Томск

Б

6700

3,75

62

Тула

Б

4760

3,07

63

Тюмень

А

6120

3,54

64

Ульяновск

А

5380

3,29

65

Улан-Удэ

А

7200

3,92

66

Уфа

А

5520

3,33

67

Хабаровск

Б

6180

3,56

68

Ханты-Мансийск

А

7200

3,92

69

Чебоксары

Б

5400

3,29

70

Челябинск

А

5780

3,43

71

Чита

А

7600

4,06

72

Элиста

А

3670

2,68

73

Южно-Сахалинск

Б

5590

3,36

74

Якутск

А

10400

5,04

75

Ярославль

Б

5300

3,26

 

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

Коэффициент теплопроводности материалов

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.  

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

 

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

 

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше  (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

 

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материала

Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)

 

В сухом состоянии

При нормальной влажности

При повышенной влажности

Войлок шерстяной

0,036-0,041

0,038-0,044

0,044-0,050

Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3

0,036

0,042

0,,045

Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3

0,035

0,041

0,044

Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3

0,036

0,042

0,045

Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3

0,037

0,043

0,0456

Каменная минеральная вата 180 кг/м3

0,038

0,045

0,048

Стекловата 15 кг/м3

0,046

0,049

0,055

Стекловата 17 кг/м3

0,044

0,047

0,053

Стекловата 20 кг/м3

0,04

0,043

0,048

Стекловата 30 кг/м3

0,04

0,042

0,046

Стекловата 35 кг/м3

0,039

0,041

0,046

Стекловата 45 кг/м3

0,039

0,041

0,045

Стекловата 60 кг/м3

0,038

0,040

0,045

Стекловата 75 кг/м3

0,04

0,042

0,047

Стекловата 85 кг/м3

0,044

0,046

0,050

Пенополистирол (пенопласт, ППС)

0,036-0,041

0,038-0,044

0,044-0,050

Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)

0,029

0,030

0,031

Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3

0,14

0,22

0,26

Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3

0,11

0,14

0,15

Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3

0,15

0,28

0,34

Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3

0,13

0,22

0,28

Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3

0,043-0,06

   

Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3

0,06-0,063

   

Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3

0,066-0,073

   

Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3

0,085-0,1

   

Пеноблок 100 — 120 кг/м3

0,043-0,045

   

Пеноблок 121- 170 кг/м3

0,05-0,062

   

Пеноблок 171 — 220 кг/м3

0,057-0,063

   

Пеноблок 221 — 270 кг/м3

0,073

   

Эковата

0,037-0,042

   

Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3

0,029

0,031

0,05

Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3

0,035

0,036

0,041

Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3

0,041

0,042

0,04

Пенополиэтилен сшитый

0,031-0,038

   

Вакуум

0

   

Воздух +27°C. 1 атм

0,026

   

Ксенон

0,0057

   

Аргон

0,0177

   

Аэрогель (Aspen aerogels)

0,014-0,021

   

Шлаковата

0,05

   

Вермикулит

0,064-0,074

   

Вспененный каучук

0,033

   

Пробка листы 220 кг/м3

0,035

   

Пробка листы 260 кг/м3

0,05

   

Базальтовые маты, холсты

0,03-0,04

   

Пакля

0,05

   

Перлит, 200 кг/м3

0,05

   

Перлит вспученный, 100 кг/м3

0,06

   

Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3

0,054

   

Полистиролбетон, 150-500 кг/м3

0,052-0,145

   

Пробка гранулированная, 45 кг/м3

0,038

   

Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3

0,076-0,096

   

Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3

0,078

   

Пробка техническая, 50 кг/м3

0,037

   

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50. 13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

 

Сравнивают самые разные материалы

Название материала, плотность

Коэффициент теплопроводности

 

в сухом состоянии

при нормальной влажности

при повышенной влажности

ЦПР (цементно-песчаный раствор)

0,58

0,76

0,93

Известково-песчаный раствор

0,47

0,7

0,81

Гипсовая штукатурка

0,25

   

Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3

0,14

0,22

0,26

Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3

0,21

0,33

0,37

Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3

0,29

0,38

0,43

Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3

0,15

0,28

0,34

Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3

0,23

0,39

0,45

Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3

0,31

0,48

0,55

Оконное стекло

0,76

   

Арболит

0,07-0,17

   

Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3

1,51

   

Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м3

0,15-0,44

   

Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м3

0,35-0,58

   

Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3

0,56

   

Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м3

0,9-1,5

   

Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3

0,3-0,7

   

Керамическийй блок поризованный

0,2

   

Вермикулитобетон, 300-800 кг/м3

0,08-0,21

   

Керамзитобетон, 500 кг/м3

0,14

   

Керамзитобетон, 600 кг/м3

0,16

   

Керамзитобетон, 800 кг/м3

0,21

   

Керамзитобетон, 1000 кг/м3

0,27

   

Керамзитобетон, 1200 кг/м3

0,36

   

Керамзитобетон, 1400 кг/м3

0,47

   

Керамзитобетон, 1600 кг/м3

0,58

   

Керамзитобетон, 1800 кг/м3

0,66

   

ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР

0,56

0,7

0,81

Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)

0,35

0,47

0,52

Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3)

0,41

0,52

0,58

Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3)

0,47

0,58

0,64

Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)

0,7

0,76

0,87

Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот

0,64

0,7

0,81

Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот

0,52

0,64

0,76

Известняк 1400 кг/м3

0,49

0,56

0,58

Известняк 1+600 кг/м3

0,58

0,73

0,81

Известняк 1800 кг/м3

0,7

0,93

1,05

Известняк 2000 кг/м3

0,93

1,16

1,28

Песок строительный, 1600 кг/м3

0,35

   

Гранит

3,49

   

Мрамор

2,91

   

Керамзит, гравий, 250 кг/м3

0,1

0,11

0,12

Керамзит, гравий, 300 кг/м3

0,108

0,12

0,13

Керамзит, гравий, 350 кг/м3

0,115-0,12

0,125

0,14

Керамзит, гравий, 400 кг/м3

0,12

0,13

0,145

Керамзит, гравий, 450 кг/м3

0,13

0,14

0,155

Керамзит, гравий, 500 кг/м3

0,14

0,15

0,165

Керамзит, гравий, 600 кг/м3

0,14

0,17

0,19

Керамзит, гравий, 800 кг/м3

0,18

   

Гипсовые плиты, 1100 кг/м3

0,35

0,50

0,56

Гипсовые плиты, 1350 кг/м3

0,23

0,35

0,41

Глина, 1600-2900 кг/м3

0,7-0,9

   

Глина огнеупорная, 1800 кг/м3

1,4

   

Керамзит, 200-800 кг/м3

0,1-0,18

   

Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м3

0,23-0,41

   

Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3

0,16-0,66

   

Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3

0,22-0,28

   

Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3

0,8-0,16

   

Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м3

0,93

   

Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м3

1,35

   

Листы гипсокартона, 800 кг/м3

0,15

0,19

0,21

Листы гипсокартона, 1050 кг/м3

0,15

0,34

0,36

Фанера клеенная

0,12

0,15

0,18

ДВП, ДСП, 200 кг/м3

0,06

0,07

0,08

ДВП, ДСП, 400 кг/м3

0,08

0,11

0,13

ДВП, ДСП, 600 кг/м3

0,11

0,13

0,16

ДВП, ДСП, 800 кг/м3

0,13

0,19

0,23

ДВП, ДСП, 1000 кг/м3

0,15

0,23

0,29

Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м3

0,33

   

Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м3

0,38

   

Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3

0,2

0,29

0,29

Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3

0,29

0,35

0,35

Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3

0,35

   

Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м3

0,23-0,35

   

Ковровое покрытие, 630 кг/м3

0,2

   

Поликарбонат (листы), 1200 кг/м3

0,16

   

Полистиролбетон, 200-500 кг/м3

0,075-0,085

   

Ракушечник, 1000-1800 кг/м3

0,27-0,63

   

Стеклопластик, 1800 кг/м3

0,23

   

Черепица бетонная, 2100 кг/м3

1,1

   

Черепица керамическая, 1900 кг/м3

0,85

   

Черепица ПВХ, 2000 кг/м3

0,85

   

Известковая штукатурка, 1600 кг/м3

0,7

   

Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3

1,2

   

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

Наименование

Коэффициент теплопроводности

 

В сухом состоянии

При нормальной влажности

При повышенной влажности

Сосна, ель поперек волокон

0,09

0,14

0,18

Сосна, ель вдоль волокон

0,18

0,29

0,35

Дуб вдоль волокон

0,23

0,35

0,41

Дуб поперек волокон

0,10

0,18

0,23

Пробковое дерево

0,035

   

Береза

0,15

   

Кедр

0,095

   

Каучук натуральный

0,18

   

Клен

0,19

   

Липа (15% влажности)

0,15

   

Лиственница

0,13

   

Опилки

0,07-0,093

   

Пакля

0,05

   

Паркет дубовый

0,42

   

Паркет штучный

0,23

   

Паркет щитовой

0,17

   

Пихта

0,1-0,26

   

Тополь

0,17

   

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Название

Коэффициент теплопроводности

 

Название

Коэффициент теплопроводности

Бронза

22-105

 

Алюминий

202-236

Медь

282-390

 

Латунь

97-111

Серебро

429

 

Железо

92

Олово

67

 

Сталь

47

Золото

318

     

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

 

Формула расчета теплового сопротивления

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

  1. Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5  кирпича.
  2. Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.

 

Рассчитывать придется все ограждающие конструкции

  1. Считаем толщину минеральной ваты. Ее коэффициент теплопроводности 0,045. Толщина слоя будет: 2,82*0,045 = 0,1269 м или 12,7 см. То есть, чтобы обеспечить требуемый уровень утепления, толщина слоя минеральной ваты должна быть не меньше 13 см.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

 

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • Образование
  • Исследовать
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О Массачусетском технологическом институте
  • Подробнее ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О Массачусетском технологическом институте
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Thermal Resistance — 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 внешними источниками тепла, при проектировании скважинного теплообменника (ППТО) фундаментальным является обеспечить — экономичным способом — нагнетание или извлечение 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 ствола 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 связать температуру эволюция с зависящим от времени тепловым сопротивлением грунта R г , так что:

(5.2) Tb − T2 = qRg

, где T b — температура в стенке скважины. Единица термического сопротивления грунта 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 тепловое воздействие грунта, а также скважинное 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 g , 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 термической экстракции / нагнетания и, следовательно, от энергетического поведения системы (характеризуемого количеством часов, в течение которых система использовалась при полной нагрузке на протяжении всего нагрева. время года).

Тепловое сопротивление ствола 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 работу системы. Чтобы свести к минимуму R b , для обеспечения лучшей теплопередачи используются заполняющие материалы (например, бентонит, бетон и т. Д.) В скважинах, залитых 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 минимизировать последний 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.

Основы термического сопротивления | Celsia

Сегодняшний гостевой блог об основах термического сопротивления ведет доктор Джеймс Стивенс, профессор машиностроения из Университета Колорадо. Доктор Стивенс специализируется на численном и аналитическом анализе теплопередачи, охватывающем как установившиеся, так и переходные ситуации, с приложениями к тепловой истории, тепловому отклику, электронному охлаждению, температурным профилям, тепловому расчету и определению скорости теплового потока.

Аналогия теплового сопротивления

Термическое сопротивление — это удобный способ анализа некоторых проблем теплопередачи с использованием электрической аналогии, чтобы упростить визуализацию и анализ сложных систем.Он основан на аналогии с законом Ома:

В законе Ома для электричества «V» — это напряжение, возбуждающее ток величиной «I». Сила тока, протекающего при заданном напряжении, пропорциональна сопротивлению (R elec ). Для электрического проводника сопротивление зависит от свойств материала (например, медь имеет более низкое сопротивление, чем древесина) и физической конфигурации (толстые короткие провода имеют меньшее сопротивление, чем длинные тонкие провода).

Для одномерных стационарных задач теплопередачи без внутреннего тепловыделения тепловой поток пропорционален разнице температур в соответствии с этим уравнением:

где Q — тепловой поток, k — свойство материала теплопроводности, A — площадь, нормальная к потоку тепла, Δx — расстояние, на котором течет тепло, а ΔT — разность температур, движущая поток тепла.

Если мы проведем аналогию, сказав, что электрический ток течет подобно теплу, и заявив, что напряжение управляет электрическим током, как разница температур управляет тепловым потоком, мы можем записать уравнение теплового потока в форме, аналогичной закону Ома: где R th — это тепловое сопротивление, определяемое как: Как и в случае с электрическим сопротивлением, тепловое сопротивление будет выше для небольшой площади поперечного сечения теплового потока (A) или на большом расстоянии (Δx).

Обоснование

Итак, зачем все это беспокоиться? Ответ заключается в том, что термическое сопротивление позволяет нам решать несколько сложные проблемы относительно простыми способами. Мы поговорим о различных способах его использования, но сначала рассмотрим простой случай, чтобы проиллюстрировать преимущества.

Предположим, что мы хотим рассчитать тепловой поток через стену, состоящую из трех разных материалов, и нам известны поверхностные температуры на каждой внешней поверхности, T A и T B , а также свойства и геометрия материала.

Мы, , могли бы написать уравнение проводимости для каждого материала:

Теперь у нас есть три уравнения и три неизвестных: T 1 , T 2 и Q. В этом случае было бы не так уж много работы, чтобы алгебраически решить эти три неизвестных, однако, если мы воспользуемся аналогией термического сопротивления, нам даже не придется проделывать столько работы:

, где

и мы может решить для Q за один шаг.

Объединение тепловых сопротивлений

В этом простом примере показано, как объединить несколько тепловых сопротивлений последовательно, что имеет ту же структуру, что и в электрическом аналоге:

Так же, как электрические сопротивления, тепловые сопротивления также могут быть объединены параллельно или в как последовательно, так и параллельно:

Помимо проводимости

До сих пор мы говорили о тепловом сопротивлении, связанном с проводимостью через плоскую стенку. Для стационарных одномерных задач другие уравнения теплопередачи могут быть сформулированы в формате термического сопротивления. Например, рассмотрим закон охлаждения Ньютона для конвективной теплопередачи:

где Q — тепловой поток, h — коэффициент конвективной теплопередачи, A — площадь, на которой происходит теплопередача, T s — температура поверхности. на котором происходит конвекция, а T inf — температура в набегающем потоке жидкости.Как и в случае с теплопроводностью, существует разница температур, приводящая в движение тепловой поток. В этом случае тепловое сопротивление будет:

Аналогично, для теплопередачи от серого тела:

где Q — тепловой поток, ε — коэффициент излучения поверхности, σ — коэффициент Стефана-Больцмана. константа, T s — это температура поверхности излучающей поверхности, а T surr — температура окружающей среды. Путем факторизации выражения для температуры можно записать термическое сопротивление:

Преимущество: простая установка задачи

Формулировки термического сопротивления могут упростить решение довольно сложной задачи. Представьте, например, что мы пытаемся рассчитать тепловой поток от потока жидкости известной температуры через композитную стенку к воздушному потоку с конвекцией и излучением, происходящим со стороны воздуха. Если свойства материала, коэффициенты теплопередачи и геометрия известны, установка уравнения очевидна:

Теперь для решения этой конкретной проблемы может потребоваться итеративное решение, поскольку радиационное тепловое сопротивление содержит внутри себя температуру поверхности, но установка проста и понятна.

Преимущество: понимание проблемы

Формулировка термического сопротивления имеет дополнительное преимущество, так как очень ясно показывает, какие части модели контролируют теплопередачу, а какие — неважны или, возможно, даже незначительны. В качестве конкретной иллюстрации предположим, что в последнем примере тепловое сопротивление на стороне жидкости составляло 20 К / Вт, что первый слой в композитной стене был пластиком толщиной 1 мм с тепловым сопротивлением 40 К / Вт, что второй слой состоял из стали толщиной 2 мм с термическим сопротивлением 0. 5 К / Вт, и что тепловое сопротивление конвекции для воздуха составляло 200 К / Вт, а тепловое сопротивление излучению в окружающую среду было 2500 К / Вт, исходящему от поверхности с излучательной способностью 0,5.

Мы можем многое понять в проблеме, просто учитывая тепловое сопротивление. Например, поскольку сопротивление излучения параллельно гораздо меньшему сопротивлению конвекции, оно будет иметь небольшое влияние на общее тепловое сопротивление. Увеличение коэффициента излучения стены до единицы улучшило бы общее тепловое сопротивление только на 5%.Или полное игнорирование излучения приведет к ошибке всего в 6%. Точно так же термическое сопротивление стали является последовательным и мало по сравнению с другими сопротивлениями в системе, поэтому независимо от того, что сделано с металлическим слоем, это не окажет большого влияния. Например, переход со стали на чистую медь улучшит общее термическое сопротивление только на 0,2%. Наконец, очевидно, что тепловое сопротивление регулируется конвекцией со стороны воздуха. Если бы можно было удвоить коэффициент конвекции (скажем, увеличив скорость воздуха), только этот шаг уменьшил бы общее тепловое сопротивление на 36%.

Проводимость за пределами плоской стены

Тепловое сопротивление также можно использовать для других геометрий проводимости, если они могут быть проанализированы как одномерные. Тепловое сопротивление теплопроводности в цилиндрической геометрии составляет:

, где L — осевое расстояние вдоль цилиндра, а r 1 и r 2 показаны на рисунке.

Тепловое сопротивление для сферической геометрии составляет:

с r 1 и r 2 , как показано на рисунке.

Заключение

Термическое сопротивление — мощный и полезный инструмент для анализа проблем, которые могут быть аппроксимированы как одномерные, стационарные, и которые не имеют источников тепловыделения.


Пожалуйста, свяжитесь с Celsia для решения следующей задачи по тепловому расчету. Мы специализируемся на разработке и производстве теплоотводов с использованием жидкостных двухфазных устройств: тепловых трубок и паровых камер.

Термическое сопротивление — Термическое сопротивление | Определение

Термическое сопротивление — это тепловое свойство и измерение разницы температур, при 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. На двух поверхностях стены поддерживается постоянная температура T 1 и T 2 . Для одномерной устойчивой теплопроводности через стенку T (x). Тогда закон Фурье теплопроводности стены можно выразить как:

Определение термического сопротивления

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

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

  • Абсолютное термическое сопротивление , R т , которое имеет 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 измерения [(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.Тепловая изоляция 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 электрического сопротивления

Уравнение выше 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 цепей

представляют собой полезный инструмент как для концептуализации, так и для количественной оценки проблем теплопередачи.Эта аналогия может быть использована также для 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 стену 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] или сопротивление теплового контакта 2 .К / Вт] 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 падение 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.

Обратное этому свойству называется термическое контактное сопротивление .

Контактное сопротивление в значительной 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. Кроме 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 можно минимизировать 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 сопряжения, 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:

Теплопередача:
  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 жидкостей 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. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

См. Выше:

Теплопроводность

Знакомство с серийным калькулятором термического сопротивления

Перейти к калькулятору

Thermtest рада представить новый серийный калькулятор термического сопротивления. После ввода термического сопротивления и толщины материала калькулятор выводит термическое сопротивление композита.

Что такое термическое сопротивление?

Как следует из названия, термическое сопротивление — это разница температур в способности материала противостоять потоку тепла.Тепло — это энергия, которая передается от одного объекта или вещества к другому из-за разницы в температуре между ними. Тепловой поток — это движение тепла из недр Земли к поверхности. Термическое сопротивление часто описывается как величина, обратная теплопроводности. Единицы СИ — кельвины на ватт или эквивалентные градусы Цельсия на ватт. Это тепловое свойство во многом зависит от площади, толщины и теплопроводности материала.

Сопротивление увеличивается за счет увеличения толщины материала, уменьшения его площади и теплопроводности.Часто тепловой поток и температуру можно определить по термическому сопротивлению. Это становится полезным в строительстве, когда при проектировании зданий необходимо учитывать потери тепла от электроники.

Рис. 1. Структура, состоящая из двух материалов с разным сопротивлением, где тепловой поток через них (Q) считается постоянным.

Расчет термического сопротивления в серии

Когда тепловой поток через несколько сред считается постоянным, можно определить тепловое сопротивление «последовательно».Тепловое сопротивление можно сравнить с моделью электрической цепи. В этом случае тепловой поток представлен током, температуры заменяются напряжениями, а сопротивления выражаются резисторами.

Рисунок 2. Тепловое сопротивление в виде электрической цепи. Ток заменяется тепловым потоком (Q), напряжения представлены как температуры (T), а резисторы заменяются сопротивлениями (R).

Тепловой поток или граничные температуры системы также можно определить, если известно сопротивление объекта.Последовательно тепловой поток через композитный материал считается постоянным, а разные серии эквивалентны:

\ [R = R_ {1} + R_ {2} \]

Когда температуры на каждой стороне композитного материала известны (\ (T_ {L} \) и \ (T_ {R} \)), скорость теплопередачи выражается как:

\ [\ dot {Q} = \ frac {T_ {L} {-} T_ {R}} {R} = \ frac {T_ {L} {-} T_ {R}} {R_ {1} {+ } R_ {2}} \]

Это уравнение теплового сопротивления может применяться к композитным материалам «последовательно», таким как стена, окруженная изоляцией, поскольку \ (\ dot {Q} \) постоянна для каждого компонента. Теплопередачу композитного материала можно определить по формуле термического сопротивления:

\ [{Q} = \ frac {T_ {\ infty 1} {-} T_ {1}} {R_ {conv1}} = \ frac {T_ {1} {-} T_ {2}} {R_ {wall }} = \ frac {T_ {2} {-} T_ {\ infty 2}} {R_ {conv1}} \]

Рис. 3. Термическое сопротивление (R) и температура (T) стены, окруженной изоляцией (слева), смоделированные как электрический ток (справа).

Из чего можно рассчитать сопротивления каждого компонента, \ (R_ {conv1} \), \ (R_ {wall} \) и \ (R_ {conv2} \), используя:

\ [R_ {total} = R_ {conv1} + R_ {wall} + R_ {conv2} \]

После того, как известно полное сопротивление системы, тепловой поток через композит можно рассчитать по уравнению теплового потока.Сюда входят известные граничные температуры, как показано в следующем уравнении.

\ [Q = \ frac {T_ {\ infty 1} {-} T_ {\ infty 2}} {R_ {total}} \]

Калькулятор последовательного сопротивления позволяет легко определять термическое сопротивление композитных материалов. Калькулятор также можно использовать в сочетании с базой данных материалов Thermtest, которая включает тепловые свойства более 1000 материалов. Этот недавно разработанный калькулятор обеспечивает быстрый, простой и точный способ последовательного вычисления теплового сопротивления.

Список литературы

https://neutrium.net/heat_transfer/thermal-resistance/

http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node118.html

Тепловое сопротивление | Neutrium

Концепция термического сопротивления может использоваться для решения задач стационарной теплопередачи, которые связаны с последовательными, параллельными или комбинированными последовательно-параллельными компонентами. В этой статье показано, как рассчитать общее тепловое сопротивление для таких систем и как рассчитать тепловое сопротивление для практических геометрий, таких как стенка трубы.

: Тепловое сопротивление (К / Вт)
: Тепловое сопротивление для конвективной теплопередачи (К / Вт)
: Тепловое сопротивление К / Вт)
: Тепловое сопротивление для кондуктивной теплопередачи через плоскую стену (К / Вт)
: Тепловой поток (Вт)
: Температура при заданная точка (К)
: Толщина плоской стенки (м)
: Площадь теплопередачи (м 2 )
: Средняя теплопроводность (Вт / м.K)
: Внутренний диаметр (м)
: Внешний диаметр (м)
: Длина трубы (м)
34: Коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 .K)

Термическое сопротивление — это сопротивление конкретной среды или системы потоку тепла через ее границы, которое зависит от геометрии и тепловых свойств среды, таких как как теплопроводность.

Точное знание теплового сопротивления данной системы или компонента системы может позволить рассчитать тепловой поток через него или температуры на его границах. Это особенно полезно при решении задач теплового проектирования в промышленности, таких как расчет теплопотерь из резервуара или выбор изоляции трубопроводов.

Сети термического сопротивления обычно используются для анализа стационарной теплопередачи. Сети с тепловым сопротивлением имеют те же функции, что и сети электрического сопротивления, используемые в электротехнике, и позволяют легко рассчитывать общее тепловое сопротивление в системе, независимо от того, состоит ли она из последовательно включенных, параллельных или обоих сопротивлений.

Сопротивление в серии

Часто приходится рассматривать передачу тепла через различные среды последовательно, одним из таких примеров является тепловой поток от газа на одной стороне плоской стенки к газу на другой стороне. Эту систему теплопередачи можно проанализировать с помощью приведенной ниже схемы теплового сопротивления.

Общее сопротивление для описанной выше системы можно рассчитать из всех сопротивлений компонентов R conv1 , R wall и R conv2 следующим образом.

После расчета общего сопротивления тепловой поток через систему может быть рассчитан на основе знания двух конечных температур следующим образом.

Сопротивление параллельно

Теплообмен может также происходить через сопротивление параллельно, например, потеря тепла с внешней поверхности резервуара будет происходить из-за механизмов конвективной и радиационной теплопередачи.

Обратное полное сопротивление для системы, показанной выше, может быть вычислено путем сложения обратных сопротивлений двух компонентов.

Это можно упростить, чтобы его можно было напрямую комбинировать с тепловыми сопротивлениями других компонентов в данной системе, что особенно важно, когда тепловые сопротивления существуют как параллельно, так и последовательно.

Комбинированное последовательное и параллельное сопротивление

В промышленных задачах теплопередачи тепловое сопротивление часто оказывается как последовательным, так и параллельным. Например, потеря тепла из содержимого неизолированного резервуара будет иметь конвективное сопротивление содержимого резервуара, за которым следует сопротивление проводимости стенок резервуара последовательно, за которым следует конвективное и радиационное сопротивление окружающей среде параллельно.Этот пример описывается схемой теплового сопротивления ниже.

В этом случае общее сопротивление может быть вычислено путем сложения общего сопротивления для последовательного сегмента и общего сопротивления для параллельного сегмента, как описано в предыдущих разделах.

При проектировании и оптимизации промышленного оборудования часто требуется определить установившуюся температуру в некоторой точке сети теплового сопротивления, например температуру между стенкой резервуара и внутренней стороной его изоляции.

Чтобы определить эти температуры, необходимо сначала рассчитать термическое сопротивление. Некоторые уравнения для расчета теплового сопротивления представлены ниже.

Сопротивление проводимости

Уравнения сопротивления проводимости для некоторых распространенных случаев приведены в таблице ниже.

Геометрия Уравнение сопротивления
Плоская стенка
Стенка цилиндра
Сферическая стенка
Сопротивление конвективной теплопередачи по следующему уравнению.

Для расчета конвективного сопротивления необходимо сначала определить коэффициент теплопередачи h. Существует множество корреляций для расчета коэффициента теплопередачи в зависимости от геометрии рассматриваемой системы.

Сопротивление излучению

Сопротивление теплопередаче посредством излучения можно рассчитать по следующему уравнению:

Это позволяет легко сгруппировать лучистый теплоперенос вместе с другими режимами теплопередачи при рассмотрении общей теплопередачи для данной системы, однако Сначала необходимо рассчитать коэффициент радиационной теплопередачи.

Обычно при анализе теплопередачи предполагается, что между поверхностями двух компонентов происходит идеальный контакт. Чтобы это предположение было правильным, необходимо, чтобы обе поверхности были идеально гладкими, однако на практике это случается редко.

Когда две реальные поверхности прижимаются друг к другу, пики на каждой поверхности будут соприкасаться и образовывать области с высокой теплопроводностью, в то время как углубления будут заполнены воздухом. Поскольку воздух является плохим проводником тепла, это увеличивает сопротивление тепловому потоку по сравнению с идеально гладкими поверхностями.Это увеличение сопротивления характеризуется термическим контактным сопротивлением, которое можно рассчитать следующим образом.

Здесь h c — теплопроводность контакта, часто определяемая экспериментально.

Статья создана: 11 июня 2012 г.
Теги статьи

HTflux — Программное обеспечение для моделирования

(кратко) Теория

Сопротивление теплопередаче или поверхностное сопротивление является обратной величиной коэффициента теплопередачи (R = 1 / h).Его единица СИ — (м²К) / Вт. Обычно это постоянная величина, описывающая теплопередачу от окружающей среды к поверхности строительного компонента или от нее. Он представляет собой упрощенную модель, поскольку реальный теплообмен происходит за счет комбинации трех различных физических процессов:
  • радиация
  • конвекция
  • проводимость

Хотя каждый из этих процессов изменяется в большей или меньшей степени в зависимости от температуры и обычно зависит от других параметров, описание теплопередачи с помощью одного постоянного значения оказалось полезным подходом для приложений в строительной науке.При описании теплопередачи с помощью единственного значения сопротивления (или коэффициента передачи) скорость потери / получения тепла пропорциональна разнице температур между поверхностью и окружающей средой.

Базовая упрощенная модель состоит из двух коэффициентов теплопередачи, описывающих теплопередачу за счет излучения ( h r ) и за счет конвекции и теплопроводности ( h c ):

Обычно для внутренних поверхностей излучение играет преобладающую роль.Для внешних поверхностей теплопередача посредством конвекции становится преобладающим процессом, поскольку предполагается более высокая средняя скорость воздуха.

Практика

При выполнении моделирования для науки о строительстве вам обычно придется использовать значения поверхностного сопротивления, определенные в конкретных национальных и международных стандартах, таких как ISO 6946. Принимая во внимание различную конвективную ситуацию («теплый воздух поднимается, холодный воздух остается внизу» ”) И различные уровни скорости воздуха, необходимо выбрать соответствующее значение для каждой поверхности.Используя HTflux, вы можете либо напрямую ввести желаемое значение, либо открыть удобный диалог инструмента, который поможет вам найти правильное значение.

В следующих разделах дается краткий обзор значений поверхностного сопротивления, обычно используемых в строительной науке:

Сопротивление внутренней поверхности

значение стандарт заявка
0,13 м² К / Вт ISO 6946 горизонтальное, неопределенное или изменяющееся направление теплового потока
e.грамм. между двумя полами с подогревом или внутренней поверхностью наружной стены
0,10 м² К / Вт ISO 6946 восходящий тепловой поток, повышенная теплопередача
например внутренний потолок под неотапливаемым помещением или плоской крышей
0,17 м² К / Вт ISO 6946 нисходящий тепловой поток, пониженная теплопередача
например внутренний этаж над неотапливаемым помещением
0,25 м² К / Вт ISO 13788 наихудшее поверхностное сопротивление для гигротермических расчетов
e.грамм. для определения минимальной температуры поверхности (опасность конденсации)
0,20 м² К / Вт ISO 10077-2 снижение излучения / конвекции на краях или стыках

Сопротивление внешней поверхности

значение стандарт заявка
0,04 м² К / Вт ISO 6946 Большинство внешних поверхностей
e.грамм. внешняя сторона наружной стены
0,13 м² К / Вт ISO 6946 горизонтальное или изменение направления теплового потока на вентилируемый слой или неотапливаемое помещение
например внешняя сторона вентилируемой наружной стены
0,10 м² К / Вт ISO 6946 направленный вниз тепловой поток в вентилируемое пространство крыши или неотапливаемое помещение
например пол неотапливаемого помещения поверх отапливаемого
0,17 м² К / Вт ISO 6946 восходящий тепловой поток в вентилируемое пространство пола или неотапливаемое помещение
e.грамм. потолок неотапливаемого помещения ниже отапливаемого

Графический обзор

На следующем изображении представлен графический обзор обычно используемых поверхностных сопротивлений:
(вы также найдете это изображение на третьей странице диалогового окна инструмента теплопередачи).

Обзор стандартных поверхностных сопротивлений Rsi, Rse (c) HTflux

Индивидуальное удельное поверхностное сопротивление

Для специальных целей (например, высокая температура излучения, поверхности с низким коэффициентом излучения, высокая скорость ветра…) можно использовать различные поверхностные сопротивления.Их можно рассчитать с помощью методов, описанных в приложении А к ISO 6946. HTflux предлагает очень удобный инструмент для этой цели. Вы найдете эту функцию на второй странице диалогового окна инструмента сопротивления теплопередаче.

Сопротивление поверхности для моделирования поверхностных систем отопления или охлаждения

Значения, представленные в этом разделе, следует применять для теплового моделирования встроенных панельных нагревательных или охлаждающих элементов (например, стандартных обогревателей пола). Примечание: значения следует применять только для моделирования АКТИВНЫХ нагревательных или охлаждающих элементов. Все стандартные расчеты относительно теплопередачи (значения U, значения PSI и т.п.) должны выполняться БЕЗ таких активных элементов. Для этого вам нужно будет использовать значения, описанные в верхней части этой страницы.

Приведенные ниже значения основаны на стандарте EN 1264-5 — Водные системы поверхностного отопления и охлаждения — Часть 5: Поверхности нагрева и охлаждения, встроенные в полы, потолки и стены — Определение тепловой мощности.

значение стандарт заявка
0,0926 м² К / Вт EN 1264-5 Накладное отопление — ПОЛ
(температура поверхности пола выше комнатной)
0,125 м² К / Вт EN 1264-5 Встроенное отопление — WALL
(температура поверхности стены выше комнатной)
0,1538 м² К / Вт EN 1264-5 Накладное отопление — ПОТОЛОК
(температура поверхности потолка выше комнатной)
0,1538 м² К / Вт EN 1264-5 Поверхностное встроенное охлаждение — ПОЛ
(температура поверхности пола ниже комнатной)
0,125 м² К / Вт EN 1264-5 Поверхностное встроенное охлаждение — WALL
(температура поверхности стены ниже комнатной)
0,0926 м² К / Вт EN 1264-5 Поверхностное встроенное охлаждение — ПОТОЛОК
(температура поверхности потолка ниже комнатной)

Примечание: поскольку HTflux требует ввода сопротивлений теплопередаче, значения, представленные в таблице, являются обратными коэффициентам теплопередачи, как определено в стандарте (10,8 м²K / Вт, 8 м²K / Вт, 6 , 5 м²К / Вт).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *