Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Теплопроводность таблица веществ: Коэффициент теплопроводности металлов (Таблица)

Содержание

Коэффициент теплопроводности металлов (Таблица)

Теплопроводность многих металлов следует соотношению k = 2,5·10-8σT, где Т обозначает температуру в °К, а σ — электропроводность в единицах (ом·см)-1. Это соотно­шение, которое лучше всего оправдывается для хороших проводников электричества и при высоких температурах, можно применять и для определения коэффициентов тепло­проводности.

Соотношение kpcp=const, где р обозначает плотность, а ср — удельную теплоем­кость при постоянном давлении, было предложено Стормом для того, чтобы объяснить температурные изменения этих величин для некоторых металлов и сплавов.

Таблица коэффициент теплопроводности металлов

Элементы с металлической электропроводностью (числа, набранные курсивом, относятся к жидкой фазе)









































Металл

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

— 100

0

100

300

700

Алюминий

2,45

2,38

2,30

2,26

0,9

Бериллий

4,1

2,3

1,7

1,25

0,9

Ванадий

0,31

0,34

Висмут

0,11

0,08

0,07

0,11

0,15

Вольфрам

2,05

1,90

1,65

1,45

1,2

Гафний

 —

0,22

0,21

Железо

0,94

0,76

0,69

0,55

0,34

Золото

3,3

3,1

3,1

Индий

0,25

Иридий

1,51

1,48

1,43

Кадмий

0,96

0,92

0,90

0,95

0,44 (400°)

Калий

0,99

0,42

0,34

Кальций

0,98

Кобальт

0,69

Литий

0,71

0,73

Магний

1,6

1,5

1,5

1,45

 Медь

4,05

3,85

3,82

3,76

3,50

Молибден

1,4

1,43

 —

1,04 (1000°)

Натрий

1,35

1,35

0,85

0,76

0,60

Никель

0,97

0,91

0,83

0,64

0,66

Ниобий

0,49

0,49

0,51

0,56

Олово

0,74

0,64

0,60

0,33

Палладий

0,69

0,67

0,74

Платина

0,68

0,69

0,72

0,76

0,84

Рений

0,71

Родий

1,54

1,52

1,47

Ртуть

0,33

0,09

0.1

0,115

Свинец

0,37

0,35

0,335

0,315

0,19

Серебро

4,22

4,18

4,17

3,62

Сурьма

0,23

0,18

0,17

0,17

0,21

Таллий

 

0,41

0,43

0,49

0,25 (400 0)

Тантал

0,54

0,54

Титан

0,16

0,15

Торий

0,41

0,39

0,40

0,45

Уран

0,24

0,26

0,31

0,40

Хром

0,86

0,85

0,80

0,63

Цинк

1,14

1,13

1,09

1,00

0,56

Цирконий

0,21

0,20

0,19

Таблица коэффициент теплопроводности полупроводники и изоляторы











Вещество

Коэффициент теплопроводности при температура, °С

— 100

0

100

500

700

Германий

1,05

0,63

Графит

0,5—4,0

0,5—3,0

0,4-1,7

0,4-0,9

Йод

0,004

Углерод

0,016

0,017

0,019

0,023

Селен

0,0024

Кремний

0,84

Сера

0,0029

0,0023

Теллур

0,015

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость: таблица теплопроводности материалов

ABS (АБС пластик) 1030…1060 0.13…0.22 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 1000…1800 0.29…0.7 840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—72 1100…1200 0.21
Альфоль 20…40 0.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83) 2600 221 897
Асбест волокнистый 470 0.16 1050
Асбестоцемент 1500…1900 1.76 1500
Асбестоцементный лист 1600 0.4 1500
Асбозурит 400…650 0.14…0.19
Асбослюда 450…620 0.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78) 1500…1700 1670
Асботермит 500 0.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста 1800 0.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста 1800 0.64…0.52
Асбоцемент войлочный 144 0.078
Асфальт 1100…2110 0.7 1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) 2100 1.05 1680
Асфальт в полах 0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM 1400 0.22
Аэрогель (Aspen aerogels) 110…200 0.014…0.021 700
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Бальза 110…140 0.043…0.052
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон легкий с природной пемзой 500…1200 0.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на вулканическом шлаке 800…1600 0.2…0.52 840
Бетон на доменных гранулированных шлаках 1200…1800 0.35…0.58 840
Бетон на зольном гравии 1000…1400 0.24…0.47 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке 1400 0.56 880
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон на топливных шлаках 1000…1800 0.3…0.7 840
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон сплошной 1.75
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумоперлит 300…400 0.09…0.12 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бронза 7500…9300 22…105 400
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98
Вата минеральная легкая 50 0.045 920
Вата минеральная тяжелая 100…150 0.055 920
Вата стеклянная 155…200 0.03 800
Вата хлопковая 30…100 0.042…0.049
Вата хлопчатобумажная 50…80 0.042 1700
Вата шлаковая 200 0.05 750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67 100…200 0.064…0.076 840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка 100…200 0.064…0.074 840
Вермикулитобетон 300…800 0.08…0.21 840
Воздух сухой при 20°С 1.205 0.0259 1005
Войлок шерстяной 150…330 0.045…0.052 1700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат 280…1000 0.07…0.21 840
Газо- и пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29 840
Гетинакс 1350 0.23 1400
Гипс формованный сухой 1100…1800 0.43 1050
Гипсокартон 500…900 0.12…0.2 950
Гипсоперлитовый раствор 0.14
Гипсошлак 1000…1300 0.26…0.36
Глина 1600…2900 0.7…0.9 750
Глина огнеупорная 1800 1.04 800
Глиногипс 800…1800 0.25…0.65
Глинозем 3100…3900 2.33 700…840
Гнейс (облицовка) 2800 3.5 880
Гравий (наполнитель) 1850 0.4…0.93 850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка 200…800 0.1…0.18 840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка 400…800 0.11…0.16 840
Гранит (облицовка) 2600…3000 3.5 880
Грунт 10% воды 1.75
Грунт 20% воды 1700 2.1
Грунт песчаный 1.16 900
Грунт сухой 1500 0.4 850
Грунт утрамбованный 1.05
Гудрон 950…1030 0.3
Доломит плотный сухой 2800 1.7
Дуб вдоль волокон 700 0.23 2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83) 700 0.1 2300
Дюралюминий 2700…2800 120…170 920
Железо 7870 70…80 450
Железобетон 2500 1.7 840
Железобетон набивной 2400 1.55 840
Зола древесная 780 0.15 750
Золото 19320 318 129
Известняк (облицовка) 1400…2000 0.5…0.93 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…400 0.067…0.11 1680
Изделия вулканитовые 350…400 0.12
Изделия диатомитовые 500…600 0.17…0.2
Изделия ньювелитовые 160…370 0.11
Изделия пенобетонные 400…500 0.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые 200…300 0.064…0.076
Изделия совелитовые 230…450 0.12…0.14
Иней 0.47
Ипорка (вспененная смола) 15 0.038
Каменноугольная пыль 730 0.12
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ 810…840 0.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона 500…1200 0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152 500…2000 0.32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины 500…2000 0.29…0.99
Камень строительный 2200 1.4 920
Карболит черный 1100 0.23 1900
Картон асбестовый изолирующий 720…900 0.11…0.21
Картон гофрированный 700 0.06…0.07 1150
Картон облицовочный 1000 0.18 2300
Картон парафинированный 0.075
Картон плотный 600…900 0.1…0.23 1200
Картон пробковый 145 0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75) 650 0.13 2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74) 500 0.04…0.06
Каучук вспененный 82 0.033
Каучук вулканизированный твердый серый 0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый 920 0.184
Каучук натуральный 910 0.18 1400
Каучук твердый 0.16
Каучук фторированный 180 0.055…0.06
Кедр красный 500…570 0.095
Кембрик лакированный 0.16
Керамзит 800…1000 0.16…0.2 750
Керамзитовый горох 900…1500 0.17…0.32 750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией 800…1200 0.23…0.41 840
Керамзитобетон легкий 500…1200 0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 500…1800 0.14…0.66 840
Керамзитобетон на перлитовом песке 800…1000 0.22…0.28 840
Керамика 1700…2300 1.5
Керамика теплая 0.12
Кирпич доменный (огнеупорный) 1000…2000 0.5…0.8
Кирпич диатомовый 500 0.8
Кирпич изоляционный 0.14
Кирпич карборундовый 1000…1300 11…18 700
Кирпич красный плотный 1700…2100 0.67 840…880
Кирпич красный пористый 1500 0.44
Кирпич клинкерный 1800…2000 0.8…1.6
Кирпич кремнеземный 0.15
Кирпич облицовочный 1800 0.93 880
Кирпич пустотелый 0.44
Кирпич силикатный 1000…2200 0.5…1.3 750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7
Кирпич силикатный щелевой 0.4
Кирпич сплошной 0.67
Кирпич строительный 800…1500 0.23…0.3 800
Кирпич трепельный 700…1300 0.27 710
Кирпич шлаковый 1100…1400 0.58
Кладка бутовая из камней средней плотности 2000 1.35 880
Кладка газосиликатная 630…820 0.26…0.34 880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит 540 0.24 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе 1600 0.47 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе 1800 0.56 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе 1700 0.52 880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1000…1400 0.35…0.47 880
Кладка из малоразмерного кирпича 1730 0.8 880
Кладка из пустотелых стеновых блоков 1220…1460 0.5…0.65 880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.64 880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1400 0.52 880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе 1800 0.7 880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе 1000…1200 0.29…0.35 880
Кладка из ячеистого кирпича 1300 0.5 880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.52 880
Кладка «Поротон» 800 0.31 900
Клен 620…750 0.19
Кожа 800…1000 0.14…0.16
Композиты технические 0.3…2
Краска масляная (эмаль) 1030…2045 0.18…0.4 650…2000
Кремний 2000…2330 148 714
Кремнийорганический полимер КМ-9 1160 0.2 1150
Латунь 8100…8850 70…120 400
Лед -60°С 924 2.91 1700
Лед -20°С 920 2.44 1950
Лед 0°С 917 2.21 2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79) 1600…1800 0.33…0.38 1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77) 1400…1800 0.23…0.35 1470
Липа, (15% влажности) 320…650 0.15
Лиственница 670 0.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75) 1600…1800 0.23…0.35 840
Листы вермикулитовые 0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266 800 0.15 840
Листы пробковые легкие 220 0.035
Листы пробковые тяжелые 260 0.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб 220…300 0.073…0.084
Мастика асфальтовая 2000 0.7
Маты, холсты базальтовые 25…80 0.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75) 150 0.061 840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) 50…125 0.048…0.056 840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00) 100…150 0.045
Мел 1800…2800 0.8…2.2 800…880
Медь (ГОСТ 859-78) 8500 407 420
Миканит 2000…2200 0.21…0.41 250
Мипора 16…20 0.041 1420
Морозин 100…400 0.048…0.084
Мрамор (облицовка) 2800 2.9 880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С) 1000…2500 0.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С) 300…1200 0.08…0.23
Настил палубный 630 0.21 1100
Найлон 0.53
Нейлон 1300 0.17…0.24 1600
Неопрен 0.21 1700
Опилки древесные 200…400 0.07…0.093
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Парафин 870…920 0.27
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0.23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пемза 400…700 0.11…0.16
Пемзобетон 800…1600 0.19…0.52 840
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пеногипс 300…600 0.1…0.15
Пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0.05 1340
Пенополистирол Пеноплэкс 22…47 0.03…0.036 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0.041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели 0.025
Пеносиликальцит 400…1200 0.122…0.32
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039
Пергамент 0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83) 600 0.17 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 1100…1300 0.7 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 1550 1.2 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 2400 1.55 840
Перлит 200 0.05
Перлит вспученный 100 0.06
Перлитобетон 600…1200 0.12…0.29 840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74) 100…200 0.035…0.041 1050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76) 200…300 0.064…0.076 1050
Песок 0% влажности 1500 0.33 800
Песок 10% влажности 0.97
Песок 20% влажности 1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 0.35 840
Песок речной мелкий 1500 0.3…0.35 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 1650 1.13 2090
Песчаник обожженный 1900…2700 1.5
Пихта 450…550 0.1…0.26 2700
Плита бумажная прессованая 600 0.07
Плита пробковая 80…500 0.043…0.055 1850
Плита огнеупорная теплоизоляционная Avantex марки Board 200…500 0.04
Плитка облицовочная, кафельная 2000 1.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0.04
Плиты алебастровые 0.47 750
Плиты из гипса ГОСТ 6428 1000…1200 0.23…0.35 840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) 200…1000 0.06…0.15 2300
Плиты из керзмзито-бетона 400…600 0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 200…300 0.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75) 40…100 0.038…0.047 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) 50 0.056 840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 350…400 0.093…0.104
Плиты камышитовые 200…300 0.06…0.07 2300
Плиты кремнезистые   0.07
Плиты льнокостричные изоляционные 250 0.054 2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 150…200 0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 225 0.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия) 170…230 0.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 200 0.052 840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
200 0.064 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 125…200 0.056…0.07 840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих 0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66) 50…350 0.048…0.091 840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87 80…100 0.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые 30…35 0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 32 0.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80 300 0.087
Плиты перлито-волокнистые 150 0.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76 250 0.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74 150 0.044
Плиты перлитоцементные 0.08
Плиты строительный из пористого бетона 500…800 0.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные 200…300 0.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74) 200…300 0.052…0.064 2300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе 300…800 0.07…0.16 2300
Покрытие ковровое 630 0.2 1100
Покрытие синтетическое (ПВХ) 1500 0.23
Пол гипсовый бесшовный 750 0.22 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 1400…1600 0.15…0.2
Поликарбонат (дифлон) 1200 0.16 1100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86) 900…910 0.16…0.22 1930
Полистирол УПП1, ППС 1025 0.09…0.14 900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263) 150…600 0.052…0.145 1060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе 200…500 0.057…0.113 1060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах 200…500 0.052…0.105 1060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе 250…300 0.075…0.085 1060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах 200…500 0.062…0.121 1060
Полиуретан 1200 0.32
Полихлорвинил 1290…1650 0.15 1130…1200
Полиэтилен высокой плотности 955 0.35…0.48 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 920 0.25…0.34 1700
Поролон 34 0.04
Портландцемент (раствор) 0.47
Прессшпан 0.26…0.22
Пробка гранулированная техническая 45 0.038 1800
Пробка минеральная на битумной основе 270…350 0.073…0.096
Пробковое покрытие для полов 540 0.078
Ракушечник 1000…1800 0.27…0.63 835
Раствор гипсовый затирочный 1200 0.5 900
Раствор гипсоперлитовый 600 0.14 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 400…500 0.09…0.12 840
Раствор известковый 1650 0.85 920
Раствор известково-песчаный 1400…1600 0.78 840
Раствор легкий LM21, LM36 700…1000 0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 1700 0.52 840
Раствор цементный, цементная стяжка 2000 1.4
Раствор цементно-песчаный 1800…2000 0.6…1.2 840
Раствор цементно-перлитовый 800…1000 0.16…0.21 840
Раствор цементно-шлаковый 1200…1400 0.35…0.41 840
Резина мягкая 0.13…0.16 1380
Резина твердая обыкновенная 900…1200 0.16…0.23 1350…1400
Резина пористая 160…580 0.05…0.17 2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17 1680
Руда железная 2.9
Сажа ламповая 170 0.07…0.12
Сера ромбическая 2085 0.28 762
Серебро 10500 429 235
Сланец глинистый вспученный 400 0.16
Сланец 2600…3300 0.7…4.8
Слюда вспученная 100 0.07
Слюда поперек слоев 2600…3200 0.46…0.58 880
Слюда вдоль слоев 2700…3200 3.4 880
Смола эпоксидная 1260…1390 0.13…0.2 1100
Снег свежевыпавший 120…200 0.1…0.15 2090
Снег лежалый при 0°С 400…560 0.5 2100
Сосна и ель вдоль волокон 500 0.18 2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72) 500 0.09 2300
Сосна смолистая 15% влажности 600…750 0.15…0.23 2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81) 7850 58 482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78) 2500 0.76 840
Стекловата 155…200 0.03 800
Стекловолокно 1700…2000 0.04 840
Стеклопластик 1800 0.23 800
Стеклотекстолит 1600…1900 0.3…0.37
Стружка деревянная прессованая 800 0.12…0.15 1080
Стяжка ангидритовая 2100 1.2
Стяжка из литого асфальта 2300 0.9
Текстолит 1300…1400 0.23…0.34 1470…1510
Термозит 300…500 0.085…0.13
Тефлон 2120 0.26
Ткань льняная 0.088
Толь (ГОСТ 10999-76) 600 0.17 1680
Тополь 350…500 0.17
Торфоплиты 275…350 0.1…0.12 2100
Туф (облицовка) 1000…2000 0.21…0.76 750…880
Туфобетон 1200…1800 0.29…0.64 840
Уголь древесный кусковой (при 80°С) 190 0.074
Уголь каменный газовый 1420 3.6
Уголь каменный обыкновенный 1200…1350 0.24…0.27
Фарфор 2300…2500 0.25…1.6 750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69) 600 0.12…0.18 2300…2500
Фибра красная 1290 0.46
Фибролит (серый) 1100 0.22 1670
Целлофан 0.1
Целлулоид 1400 0.21
Цементные плиты 1.92
Черепица бетонная 2100 1.1
Черепица глиняная 1900 0.85
Черепица из ПВХ асбеста 2000 0.85
Чугун 7220 40…60 500
Шевелин 140…190 0.056…0.07
Шелк 100 0.038…0.05
Шлак гранулированный 500 0.15 750
Шлак доменный гранулированный 600…800 0.13…0.17
Шлак котельный 1000 0.29 700…750
Шлакобетон 1120…1500 0.6…0.7 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 1000…1800 0.23…0.52 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 800…1600 0.17…0.47 840
Штукатурка гипсовая 800 0.3 840
Штукатурка известковая 1600 0.7 950
Штукатурка из синтетической смолы 1100 0.7
Штукатурка известковая с каменной пылью 1700 0.87 920
Штукатурка из полистирольного раствора 300 0.1 1200
Штукатурка перлитовая 350…800 0.13…0.9 1130
Штукатурка сухая 0.21
Штукатурка утепляющая 500 0.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 1800 1 880
Штукатурка цементная 0.9
Штукатурка цементно-песчаная 1800 1.2
Шунгизитобетон 1000…1400 0.27…0.49 840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка 200…600 0.064…0.11 840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка 400…800 0.12…0.18 840
Эбонит 1200 0.16…0.17 1430
Эбонит вспученный 640 0.032
Эковата 35…60 0.032…0.041 2300
Энсонит (прессованный картон) 400…500 0.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая) 0.16…0.27

Таблицы теплопроводимости материалов (металлы, бетон, гранит, дерево и др.)

Взято из: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред. Романкова. Приложение.
Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике // Издание девятое, М.: «Наука», 1982 г.

Коэффициент теплопроводности металлов

Металл Вт/(м•К)
Алюминий 209,3
Бронза 47-58
Железо 74,4
Золото 312,8
Латунь 85,5
Медь 389,6
Платина 70
Ртуть 29,1
Серебро 418,7
Сталь 45,4
Свинец 35
Серый
чугун
50
Чугун 62,8

Коэффициент теплопроводности других материалов

Материал Влажность
массовая доля %
Вт/(м•К)
Бакелитовый
лак
0,29
Бетон
с каменным щебнем
8 1,28
Бумага
обыкновенная
Воздушно-сухая 0,14
Винипласт 0,13
Гравий Воздушно-сухая 0,36
Гранит 3,14
Глина 15-20 0,7-0,93
Дуб
(вдоль волокон)
6-8 0,35-0,43
Дуб
(поперек волокон)
6-8 0,2-0,21
Железобетон 8 1,55
Картон Воздушно-сухая 0,14-0,35
Кирпичная
кладка
Воздушно-сухая 0,67-0,87
Кожа >> 0,14-0,16
Лед 2,21
Пробковые
плиты
0 0,042-0,054
Снег
свежевыпавший
0,105
Снег
уплотненный
0,35
Снег
начавший таять
0,64
Сосна
(вдоль волокон)
8 0,35-0,41
Сосна
(поперек волокон)
8 0,14-0,16
Стекло
(обыкновенное)
0,74
Фторопласт-3 0,058
Фторопласт-4 0,233
Шлакобетон 13 0,698
Штукатурка 6-8 0,791

Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

a=576кг/м3, ρп=400кг/м3,λ, Вт/(м•К))

Материал -18oС 0oС 50oС 100oС 150oС
Асбест 0,15 0,18 0,195 0,20
Пенобетон 0,1 0,11 0,11 0,13 0,17

Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

Материал 0oС 50oС 100oС
Анилин 0,19 0,177 0,167
Ацетон 0,17 0,16 0,15
Бензол 0,138 0,126
Вода 0,551 0,648 0,683
Масло
вазелиновое
0,126 0,122 0,119
Масло
касторовое
0,184 0,177 0,172
Спирт
метиловый
0,214 0,207
Спирт
этиловый
0,188 0,177
Толуол 0,142 0,129 0,119

Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Теплопроводность твердых материалов



























Материал 

Коэффициент

 Теплопроводности

( Вт/м . К)  

Кварцевая вата

0.004 — 0.04

Воздух

0.025

Дерево

0.04 — 0.4

Спирт и масла

0.1 — 0.21

Полипропилен

0.25

Минеральное масло

0.138

Резина

0.16

Цемент

0.29

Эпоксидная смола

с кварцевых наполнением

0.30

Эпоксидная смола

0.59

Вода (жидкая)

0.6

Теплопроводящая смазка

0.7 — 3

Стекло

1.1

Почва

1.5

Бетон, камень

1.7

Лед

2

Кремний

2.4

Нерж. сталь

12.11 ~ 45.0

Свинец

35.3

Алюминий

237 (чистый)
120—180 (сплавы)

Золото

318

Медь

401

Серебро

429

Алмаз

900 — 2320

Графен

(4840±440) — (5300±480)

Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.

Теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности. Коэффициент теплопроводности строительных материалов, веществ, сред и т.п.

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины: теплоемкость, теплопроводность, температуры кипения, плавления, пламени. Удельные теплоты сгорания и парообразования. Термические константы. Коэффициенты теплообмнена и расширения  / / Теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности. Коэффициент теплопроводности строительных материалов, веществ, сред и т.п.

Поделиться:   








Коэффициенты теплопроводности водных растворов: Nh4, ВаС12, КВr, КОН, K2SO4, KCl, MgSO4, MgCl2, CuSO4, NaBr, Na2CO3, NaCl, h3SO4, HCl, СН3СООН, С2Н5ОН (да, он).


Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно — другие подразделы данного раздела:

  • Термодинамика. Энергия, тепло, работа, энтальпия, энтропия…
  • Температуры, кипения, плавления, прочие… Перевод единиц измерения температуры. Воспламеняемость.
  • Теплоемкость. Удельные теплоемкости. Коэффициент (показатель) адиабаты.
  • Вы сейчас здесь: Теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности. Коэффициент теплопроводности строительных материалов, веществ, сред и т.п.
  • Конвекционный и полный теплообмен. Коэффициенты теплообмена. Коэффициенты тепловой проводимости поверхностей. Тепловыделение, теплопотери
  • Удельная теплота парообразования (конденсации). Энтальпия парообразования.
  • Удельная теплота сгорания (теплотворная способность). Высшая и низшая теплота сгорания. Потребность в кислороде.
  • Коэффициенты теплового линейного расширения, теплового объемного расширения. Температурные коэффициенты линейного и объемного расширения.
  • Коэффициенты излучения (степени черноты)
  • Термические константы веществ. Энтальпии. Энтропии. Энергии Гиббса… (ссылка на химический справочник проекта)
  • Тройные точки веществ. Температуры и давления.



  • Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

    Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.

    Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

    Коды баннеров проекта DPVA.ru
    Начинка: KJR Publisiers

    Консультации и техническая
    поддержка сайта: Zavarka Team

    Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.
    Free xml sitemap generator

    Коэффициент теплопроводности материалов таблица, формулы

    Термин «теплопроводность» применяется к свойствам материалов пропускать тепловую энергию от горячих участков к холодным. Теплопроводность основана на движении частиц внутри веществ и материалов. Способность передавать энергию тепла в количественном измерении – это коэффициент теплопроводности. Круговорот тепловой энергопередачи, или тепловой обмен, может проходить в любых веществах с неравнозначным размещением разных температурных участков, но коэффициент теплопроводности зависим от давления и температуры в самом материале, а также от его состояния – газообразного, жидкого или твердого.
    Эквивалентная теплопроводимость строительных материалов и утеплителей

     

    Физически теплопроводность материалов равняется количеству тепла, которое перетекает через однородный предмет установленных габаритов и площади за определенный временной отрезок при установленной температурной разнице (1 К). В системе СИ единичный показатель, который имеет коэффициент теплопроводности, принято измерять в Вт/(м•К).

    Как рассчитать теплопроводность по закону Фурье

    В заданном тепловом режиме плотность потока при передаче тепла прямо пропорциональна вектору максимального увеличения температуры, параметры которой изменяются от одного участка к другим, и по модулю с одинаковой скоростью увеличения температуры по направлению вектора:

    q = − ϰ х grad х (T), где:

    • q – направление плотности предмета, передающего тепло, или объем теплового потока, который протекает по участку за заданную временную единицу через определенную площадь, перпендикулярный всем осям;
    • ϰ – удельный коэффициент теплопроводности материала;
    • T – температура материала.

    Перенос тепла в неравновесной термодинамической системе

     

    Знак «-» в формуле перед «ϰ» указывает, что тепло движется в противоположном направлении от вектора grad х (T)/ – в направлении уменьшения температуры предмета. Эта формула отражает закон Фурье. В интегральном выражении коэффициент теплопередачи согласно закону Фурье будет выглядеть как формула:

    • P = − ϰ х S х ΔT / l, выражается в (Вт/(м•К) х (м2•К) / м = Вт/(м•К) х (м•К) = Вт), где:
    • P ­– общая мощность потерь теплоотдачи;
    • S – сечение предмета;
    • ΔT – разница температуры по стыкам сторон предмета;
    • l – расстояние между стыками сторон предмета – длина фигуры.

    Связь коэффициента теплопроводимости с электропроводностью материалов

     

    Электропроводность и коэффициент теплопередачи

    Собственно, коэффициент теплопроводности металлов «ϰ» связан с их удельной электропроводимостью «σ» согласно закону Видемана-Франца, в соответствии с которым коэффициент теплопроводности металлов зависит от удельной электропроводимости прямо пропорционально температуре:

    Κ / σ = π2 / 3 х (К / e)2 х T, где:

    • К – постоянный коэффициент Больцмана, устанавливающий закономерность между тепловой энергией тела и его температурой;
    • e – заряд электрона;
    • T – термодинамическая температура предмета.

    Коэффициент теплопроводности газовой среды

    В газовой среде коэффициент теплопроводности воздуха может рассчитываться по приблизительной формуле:

    ϰ ~ 1/3 х p х cv х Λλ х v, где:

    • pv – плотность газовой среды;
    • cv – удельная емкость тепловой энергии при одном и том же объеме тела;
    • Λλ – расстояние свободного перемещения молекул в газовой среде;
    • v – скорость передачи тепла.

    Что такое теплопроводимость

     

    Или:

    ϰ = I x К / 3 x π3/3 x d2 √ RT / μ, где:

    • i – результат суммирования уровней свободы прямого движения и вращения молекул в газовой среде (для 2-атомных газов i=5, для 1-атомных i=3;
    • К – коэффициент Больцмана;
    • μ – отношение массы газа к количеству молей газа;
    • T – термодинамическая температура;
    • d – ⌀ молекул газа;
    • R – универсальный коэффициент для газовой среды.

    Согласно формуле минимальная теплопроводность материалов существует у тяжелых инертных газов, максимально эффективная теплопроводность строительных материалов – у легких.

    Теплопроводимость в газовой разреженной среде

    Газовая среда и теплопроводность

     

    Результат по выкладкам выше, по которым делают расчет теплопроводности для газовой среды, от давления не зависит. Но в очень разреженной газовой среде расстояние свободного перемещения молекул зависит не от столкновений частиц, а от препятствий в виде стен резервуара. При этом ограничение перемещения молекул в соответствующих единицах измерения называют высоковакуумной средой, при которой степень теплообмена уменьшается в зависимости от плотности материала и прямо пропорциональна значению давления в резервуаре:

    ϰ ~ 1/3 х p х cv х l х v, где:

    i – объем резервуара;

    Р – уровень давления в резервуаре.

    Согласно этой формуле теплопроводность в вакуумной среде стремится к нулевой отметке при глубоком вакууме. Это объясняется тем, что в вакууме частицы, которые передают тепловую энергию, имеют низкую плотность на единицу площади. Но тепловая энергия в вакуумной среде перетекает посредством излучения. В качестве примера можно привести обычный термос, в котором для уменьшения потерь тепловой энергии стенки должны быть двойными и посеребренными, без воздуха между ними.
    Что такое тепловое излучение

     

    При применении закона Фурье не принимают во внимание инерционность перетекания тепловой энергии, а это значит, что имеется в виду мгновенная передача тепла из любой точки на любое расстояние. Поэтому формулу нельзя использовать для расчетов передачи тепла при протекании процессов, имеющих высокую частоту повторения. Это ультразвуковое излучение, передача тепловой энергии волнами ударного или импульсного типа и т.д. Существует решение по закону Фурье с релаксационным членом:

    τ х ∂q / ∂t = − (q + ϰ х ∇T) .

    Если ре­лак­са­ция τ мгновенная, то формула превращается в закон Фурье.

    Ориентировочная таблица теплопроводности материалов:

    Основа Значение теплопроводности, Вт/(м•К)
    Жесткий графен 4840 +/ 440 – 5300 +/ 480
    Алмаз 1001-2600
    Графит 278,4-2435
    Бора арсенид 200-2000
    SiC 490
    Ag 430
    Cu 401
    BeO 370
    Au 320
    Al 202-236
    AlN 200
    BN 180
    Si 150
    Cu3Zn2 97-111
    Cr 107
    Fe 92
    Pt 70
    Sn 67
    ZnO 54
     Черная сталь 47-58
    Pb 35,3
    Нержавейка Теплопроводность стали – 15
    SiO2 8
    Высококачественные термостойкие пасты 5-12
    Гранит

    (состоит из SiO2 68-73 %; Al2O3 12,0-15,5 %; Na2O 3,0-6,0 %; CaO 1,5-4,0 %; FeO 0,5-3,0 %; Fe2O3 0,5-2,5 %; К2О 0,5-3,0 %; MgO 0,1-1,5 %; TiO2 0,1-0,6 %)

    2,4
    Бетонный раствор без заполнителей 1,75
    Бетонный раствор со щебнем или с гравием 1,51
    Базальт

    (состоит из SiO2 – 47-52%, TiO2 – 1-2,5%, Al2O3 – 14-18%, Fe2O3 – 2-5%, FeO – 6-10%, MnO – 0,1-0,2%, MgO – 5-7%, CaO – 6-12%, Na2O – 1,5-3%, K2O – 0,1-1,5%, P2O5 – 0,2-0,5 %)

    1,3
    Стекло

    (состоит из SiO2, B2O3, P2O5, TeO2, GeO2, AlF3 и т.д.)

    1-1,15
    Термостойкая паста КПТ-8 0,7
    Бетонный раствор с наполнителем из песка, без щебня или гравия 0,7
    Вода чистая 0,6
    Силикатный

    или красный кирпич

    0,2-0,7
    Масла

    на основе силикона

    0,16
    Пенобетон 0,05-0,3
    Газобетон 0,1-0,3
    Дерево Теплопроводность дерева – 0,15
    Масла

    на основе нефти

    0,125
    Снег 0,10-0,15
    ПП с группой горючести Г1 0,039-0,051
    ЭППУ с группой горючести Г3, Г4 0,03-0,033
    Стеклянная вата 0,032-0,041
    Вата каменная 0,035-0,04
    Воздушная атмосфера (300 К, 100 кПа) 0,022
    Гель

    на основе воздуха

    0,017
    Аргон (Ar) 0,017
    Вакуумная среда 0

    Приведенная таблица теплопроводности учитывает теплопередачу посредством теплового излучения и теплообмена частиц. Так как вакуум не передает тепло, то оно перетекает при помощи солнечного излучения или другого типа генерации тепла.  В газовой или жидкой среде слои с разной температурой смешиваются искусственно или естественным способом.

    Таблица теплопроводимости стройматериалов

     

    Проводя расчет теплопроводности стены, необходимо принимать во внимание, что теплопередача сквозь стеновые поверхности меняется от того, что температура в здании и на улице всегда разная, и зависит от площади всех поверхностей дома и от теплопроводности стройматериалов.

    Чтобы количественно оценить теплопроводность, ввели такое значение, как коэффициент теплопроводности материалов. Он показывает, как тот или иной материал способен передавать тепло. Чем выше это значение, например, коэффициент теплопроводности стали, тем эффективнее сталь будет проводить тепло.

    • При утеплении дома из древесины рекомендуется выбирать стройматериалы с низким коэффициентом.
    • Если стена кирпичная, то при значении коэффициента 0,67 Вт/(м2•К) и толщине стены 1 м при ее площади 1 м2 при разнице наружной и внутридомовой температуры 10С кирпич будет пропускать 0,67 Вт энергии. При разнице температур 100С кирпич будет пропускать 6,7 Вт и т.д.

    Стандартное значение коэффициента теплопроводимости теплоизоляции и других строительных материалов верно для толщины стены 1 м. Чтобы провести расчет теплопроводности поверхности другой толщины, следует коэффициент поделить на выбранное значение толщины стены (метры).
    Ориентировочные показатели коэффициентов теплопроводимости

     

    В СНиП и при проведении расчетов фигурирует термин «тепловое сопротивление материала», он означает обратную теплопроводность. То есть при теплопроводности листа пенопласта 10 см и его теплопроводности 0,35 Вт/(м2•К) тепловое сопротивление листа – 1 / 0,35 Вт/(м2•К) = 2,85 (м2•К)/Вт.

    Ниже – таблица теплопроводности для востребованных строительных материалов и теплоизоляторов:

    Стройматериалы Коэффициент теплопроводимости, Вт/(м2•К)
    Плиты из алебастра 0,47
    Al 230
    Шифер асбоцементный 0,35
    Асбест (волокно, ткань) 0,15
    Асбоцемент 1,76
    Асбоцементные изделия 0,35
    Асфальт 0,73
    Асфальт для напольного покрытия 0,84
    Бакелит 0,24
    Бетон с заполнителем щебнем 1,3
    Бетон с заполнителем песком 0,7
    Пористый бетон – пено- и газобетон 1,4
    Сплошной бетон 1,75
    Термоизоляционный бетон 0,18
    Битумная масса 0,47
    Бумажные материалы 0,14
    Рыхлая минвата 0,046
    Тяжелая минвата 0,05
    Вата – теплоизолятор на основе хлопка 0,05
    Вермикулит в плитах или листах 0,1
    Войлок 0,046
    Гипс 0,35
    Глиноземы 2,33
    Гравийный заполнитель 0,93
    Гранитный или базальтовый заполнитель 3,5
    Влажный грунт, 10% 1,75
    Влажный грунт, 20% 2,1
    Песчаники 1,16
    Сухая почва 0,4
    Уплотненный грунт 1,05
    Гудроновая масса 0,3
    Доска строительная 0,15
    Фанерные листы 0,15
    Твердые породы дерева 0,2
    ДСП 0,2
    Дюралюминиевые изделия 160
    Железобетонные изделия 1,72
    Зола 0,15
    Известняковые блоки 1,71
    Раствор на песке и извести 0,87
    Смола вспененная 0,037
    Природный камень 1,4
    Картонные листы из нескольких слоев 0,14
    Каучук пористый 0,035
    Каучук 0,042
    Каучук с фтором 0,053
    Керамзитобетонные блоки 0,22
    Красный кирпич 0,13
    Пустотелый кирпич 0,44
    Полнотелый кирпич 0,81
    Сплошной кирпич 0,67
    Шлакокирпич 0,58
    Плиты на основе кремнезема 0,07
    Латунные изделия 110
    Лед при температуре 00С 2,21
    Лед при температуре -200С 2,44
    Лиственное дерево при влажности 15% 0,15
    Медные изделия 380
    Мипора 0,086
    Опилки для засыпки 0,096
    Сухие опилки 0,064
    ПВХ 0,19
    Пенобетон 0,3
    Пенопласт марки ПС-1 0,036
    Пенопласт марки ПС-4 0,04
    Пенопласт марки ПХВ-1 0,05
    Пенопласт марки ФРП 0,044
    ППУ марки ПС-Б 0,04
    ППУ марки ПС-БС 0,04
    Лист из пенополиуретана 0,034
    Панель из пенополиуретана 0,024
    Облегченное пеностекло 0,06
    Тяжелое вспененное стекло 0,08
    Пергаминовые изделия 0,16
    Перлитовые изделия 0,051
    Плиты на цементе и перлите 0,085
    Влажный песок 0% 0,33
    Влажный песок 0% 0,97
    Влажный песок 20% 1,33
    Обожженный камень 1,52
    Керамическая плитка 1,03
    Плитка марки ПМТБ-2 0,035
    Полистирол 0,081
    Поролон 0,04
    Раствор на основе цемента без песка 0,47
    Плита из натуральной пробки 0,042
    Легкие листы из натуральной пробки 0,034
    Тяжелые листы из натуральной пробки 0,05
    Резиновые изделия 0,15
    Рубероид 0,17
    Сланец 2,100
    Снег 1,5
    Хвойная древесина влажностью 15% 0,15
    Хвойная смолистая древесина влажностью 15% 0,23
    Стальные изделия 52
    Стеклянные изделия 1,15
    Утеплитель стекловата 0,05
    Стекловолоконные утеплители 0,034
    Стеклотекстолитовые изделия 0,31
    Стружка 0,13
    Тефлоновое покрытие 0,26
    Толь 0,24
    Плита на основе цементного раствора 1,93
    Цементно-песчаный раствор 1,24
    Чугунные изделия 57
    Шлак в гранулах 0,14
    Шлак зольный 0,3
    Шлакобетонные блоки 0,65
    Сухие штукатурные смеси 0,22
    Штукатурный раствор на основе цемента 0,95
    Эбонитовые изделия 0,15

    Влажность и теплопроводимость – зависимость

     

    Кроме того, необходимо учитывать теплопроводность утеплителей из-за их струйных тепловых потоков. В плотной среде возможно «переливание» квазичастиц из одного нагретого стройматериала в другой, более холодный или более теплый, через поры субмикронных размеров, что помогает распространять звук и тепло, даже если в этих порах  будет абсолютный вакуум.

    Коэффициент — теплопроводность — различное вещество

    Коэффициент — теплопроводность — различное вещество

    Cтраница 1

    Коэффициент теплопроводности различных веществ зависит от их молекулярной структуры, плотности, теплоемкости, вязкости, влажности и температуры. Эта зависимость обычно малосущественна для тепловых расчетов электрических машин, в связи с чем в расчетах применяются средние табличные значения коэффициента теплопроводности. Более строгого подхода требуют электрические машины с низкотемпературными системами охлаждения.
     [1]

    Коэффициент теплопроводности различных веществ зависит от ряда факторов. У всех веществ ( твердых, жидких и газообразных) он зависит от температуры; у твердых тел он зависит от структуры ( плотной, пористой, сыпучей), удельного веса и влажности; у жидкостей — от теплоемкости, вязкости, удельного и молекулярного веса; у газов — от температуры и давления.
     [2]

    Коэффициент теплопроводности различных веществ зависит от их физических свойств: структуры тела, средней плотности, влажности, химического состава, давления и температуры.
     [3]

    Коэффициент теплопроводности различных веществ зависит от их молекулярной структуры, удельного веса, теплоемкости, вязкости, влажности и температуры. Эти зависимости обычно мало существенны для тепловых расчетов электрических машин, в связи с чем в расчетах применяются средние табличные величины.
     [4]

    Коэффициент теплопроводности различных веществ зависит от их физических свойств. Для определенного тела величина коэффициента теплопроводности зависит от структуры тела, его объемного веса, влажности, химического состава, давления, температуры. В технических расчетах величину К берут из справочных таблиц, причем надо следить за тем, чтобы условия, для которых приведено в таблице значение коэффициента теплопроводности, соответствовали условиям рассчитываемой задачи.
     [6]

    Коэффициенты теплопроводности различных веществ ( рис. 11 — 4) определяются опытным путем. Коэффициент теплопроводности твердых тел зависит от температуры, поэтому в расчетах теплопроводности тел с резко неоднородным температурным полем следует учитывать переменность коэффициента теплелроводности.
     [7]

    Для реальных значений коэффициента теплопроводности различных веществ число Прандтля не достигает тех больших значений, для которых мог бы иметь место этот предельный закон. Такие законы, однако, могут быть применены к конвективной диффузии, описывающейся теми же уравнениями, что и конвективная теплопередача, причем роль температуры играет концентрация растворенного вещества, роль теплового потока — поток этого вещества, а диффузионное число Прандтля определяется как PD v / Д где D — коэффициент диффузии. Так, для растворов в воде и сходных жидкостях число PD достигает значений порядка 103, а для растворов в очень вязких растворителях — 10е н более.
     [8]

    Для реальных значений коэффициента теплопроводности различных веществ число Прандтля не достигает тех больших значений, для которых мог бы иметь место этот предельный закон.
     [9]

    Для реальных значений коэффициента теплопроводности различных веществ число Прандтля не достигает тех больших значений, для которых мог бы иметь место этот предельный закон. Такие законы, однако, могут быть применены к конвективной диффузии, описывающейся теми же уравнениями, что и конвективная теплопередача, причем роль температуры играет концентрация растворенного вещества, роль теплового потока — поток этого вещества, а диффузионное число Прандтля определяется как PD v / Д где D — коэффициент диффузии. Так, для растворов в воде и сходных жидкостях число Рс достигает значений порядка 103, а для растворов в очень вязких растворителях — 10е и более.
     [10]

    Для реальных значений коэффициента теплопроводности различных веществ число Прандтля не достигает тех больших значений, для которых мог бы иметь место этот предельный закон. Такие законы, однако, могут быть применены к конвективной диффузии, описывающейся теми же уравнениями, что и конвективная теплопередача, причем роль температуры играет концентрация растворенного вещества, роль теплового потока — поток этого вещества, а диффузионное число Прандтля определяется как PD v / D, где D — коэффициент диффузии. Так, для растворов в воде и сходных жидкостях число PD достигает значений порядка Ю3, а для растворов в очень вязких растворителях — 10е и более.
     [11]

    При выборе материала для плоских стенок, воспринимающих атмосферное давление, полезно сравнить примерные значения коэффициентов теплопроводности различных веществ ( табл. 1) с требуемой теплопроводностью поддерживающего материала.
     [12]

    Зависимость ( 11 — 2а) называют законом теплопроводности. Коэффициент теплопроводности различных веществ зависит от их физических свойств и его принято рассматривать как параметр вещества. В общем случае А, зависит от рода вещества, структуры тела, его температуры, влажности и плотности.
     [14]

    Страницы:  

       1




    Коэффициенты теплопроводности для обычных твердых тел, жидкостей и газов

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

    «количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, за счет градиента единичной температуры в условиях устойчивого состояния»

    Теплопроводность единицы — [Вт / (м · К)] в системе СИ и [БТЕ / (час фут ° F)] в британской системе мер.

    См. Также изменения теплопроводности в зависимости от температуры и давления , для: воздуха, аммиака, двуокиси углерода и воды

    Теплопроводность для обычных материалов и продуктов:

    900

    900

    78

    0,1 — 0,22

    0,606

    Теплопроводность
    k —
    Вт / (м · К)
    Материал / вещество Температура
    25 o C
    (77 o F)
    125 o C
    (257 o F)
    225 o C
    (437 o F)
    Acetals 0.23
    Ацетон 0,16
    Ацетилен (газ) 0,018
    Акрил 0,2
    Воздух, атмосфера (газ) 0,0262 0,0333 0,0398
    Воздух, высота над уровнем моря 10000 м 0,020
    Агат 10,9
    Спирт 0.17
    Глинозем 36 26
    Алюминий
    Алюминий Латунь 121
    Оксид алюминия 30
    Аммиак (газ) 0,0249 0,0369 0,0528
    Сурьма 18,5
    Яблоко (85.6% влаги) 0,39
    Аргон (газ) 0,016
    Асбестоцементная плита 1) 0,744
    Асбестоцементные листы 1) 0,166
    Асбестоцемент 1) 2,07
    Асбест в рыхлой упаковке 1) 0.15
    Асбестовая плита 1) 0,14
    Асфальт 0,75
    Бальсовое дерево 0,048
    Битум
    Слои битума / войлока 0,5
    Говядина постная (влажность 78,9%) 0.43 — 0,48
    Бензол 0,16
    Бериллий
    Висмут 8,1
    Битум 0,17
    Доменный газ (газ) 0,02
    Шкала котла 1,2 — 3,5
    Бор 25
    Латунь
    Бризовый блок 0.10 — 0,20
    Кирпич плотный 1,31
    Кирпич огневой 0,47
    Кирпич изоляционный 0,15
    Кирпич обыкновенный (Строительный кирпич ) 0,6 -1,0
    Кирпичная кладка плотная 1,6
    Бром (газ) 0,004
    Бронза
    Коричневая железная руда 0.58
    Масло (влажность 15%) 0,20
    Кадмий
    Силикат кальция 0,05
    Углерод 1,7
    Двуокись углерода (газ) 0,0146
    Окись углерода 0,0232
    Чугун
    Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированная 0.23

    Ацетат целлюлозы, формованный, лист

    0,17 — 0,33
    Нитрат целлюлозы, целлулоид 0,12 — 0,21
    Цемент, Портленд 0,29
    Цемент, строительный раствор 1,73
    Керамические материалы
    Мел 0.09
    Древесный уголь 0,084
    Хлорированный полиэфир 0,13
    Хлор (газ) 0,0081
    Хром никелевая сталь 16,3
    Хром
    Оксид хрома 0,42
    Глина, от сухой до влажной 0.15 — 1,8
    Глина насыщенная 0,6 — 2,5
    Уголь 0,2
    Кобальт
    Треск (влажность 83% содержание) 0,54
    Кокс 0,184
    Бетон, легкий 0,1 — 0,3
    Бетон, средний 0.4 — 0,7
    Бетон, плотный 1,0 — 1,8
    Бетон, камень 1,7
    Константан 23,3
    Медь
    Кориан (керамический наполнитель) 1,06
    Пробковая плита 0,043
    Пробка, повторно гранулированная 0.044
    Пробка 0,07
    Хлопок 0,04
    Вата 0,029
    Углеродистая сталь
    Утеплитель из шерсти 0,029
    Купроникель 30% 30
    Алмаз 1000
    Диатомовая земля (Sil-o-cel) 0.06
    Диатомит 0,12
    Дуралий
    Земля, сухая 1,5
    Эбонит 0,17
    11,6
    Моторное масло 0,15
    Этан (газ) 0.018
    Эфир 0,14
    Этилен (газ) 0,017
    Эпоксидный 0,35
    Этиленгликоль 0,25
    Перья 0,034
    Войлок 0,04
    Стекловолокно 0.04
    Волокнистая изоляционная плита 0,048
    Древесноволокнистая плита 0,2
    Огнеупорный кирпич 500 o C 1,4
    Фтор (газ) 0,0254
    Пеностекло 0,045
    Дихлордифторметан R-12 (газ) 0.007
    Дихлордифторметан R-12 (жидкость) 0,09
    Бензин 0,15
    Стекло 1.05
    Стекло, жемчуг, жемчуг 0,18
    Стекло, жемчуг, насыщенное 0,76
    Стекло, окно 0.96
    Стекло-вата Изоляция 0,04
    Глицерин 0,28
    Золото
    Гранит 1,7 — 4,0
    Графит 168
    Гравий 0,7
    Земля или почва, очень влажная зона 1.4
    Земля или почва, влажная зона 1,0
    Земля или почва, сухая зона 0,5
    Земля или почва, очень сухая зона 0,33
    Гипсокартон 0,17
    Волос 0,05
    ДВП высокой плотности 0.15
    Лиственные породы (дуб, клен ..) 0,16
    Hastelloy C 12
    Гелий (газ) 0,142
    Мед ( 12,6% влажности) 0,5
    Соляная кислота (газ) 0,013
    Водород (газ) 0,168
    Сероводород (газ) 0.013
    Лед (0 o C, 32 o F) 2,18
    Инконель 15
    Чугун 47-58
    Изоляционные материалы 0,035 — 0,16
    Йод 0,44
    Иридий 147
    Железо
    Оксид железа 0 .58
    Капок изоляция 0,034
    Керосин 0,15
    Криптон (газ) 0,0088
    Свинец
    Свинец
    , сухой 0,14
    Известняк 1,26 — 1,33
    Литий
    Магнезиальная изоляция (85%) 0.07
    Магнезит 4,15
    Магний
    Магниевый сплав 70-145
    Мрамор 2,08 — 2,94
    Ртуть, жидкость
    Метан (газ) 0,030
    Метанол 0.21
    Слюда 0,71
    Молоко 0,53
    Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. 0,04
    Молибден
    Монель
    Неон (газ) 0,046
    Неопрен 0.05
    Никель
    Оксид азота (газ) 0,0238
    Азот (газ) 0,024
    Закись азота (газ) 0,0151
    Нейлон 6, Нейлон 6/6 0,25
    Масло машинное смазочное SAE 50 0,15
    Оливковое масло 0.17
    Кислород (газ) 0,024
    Палладий 70,9
    Бумага 0,05
    Парафиновый воск 0,25
    Торф 0,08
    Перлит, атмосферное давление 0,031
    Перлит, вакуум 0.00137
    Фенольные литые смолы 0,15
    Фенолформальдегидные формовочные смеси 0,13 — 0,25
    Фосфорбронза 110 Pinchbe20 159
    Шаг 0,13
    Карьерный уголь 0.24
    Гипс светлый 0,2
    Гипс, металлическая планка 0,47
    Гипс песочный 0,71
    Гипс, деревянная планка 0,28
    Пластилин 0,65 — 0,8
    Пластмассы вспененные (изоляционные материалы) 0.03
    Платина
    Плутоний
    Фанера 0,13
    Поликарбонат 0,19
    Полиэстер
    Полиэтилен низкой плотности, PEL 0,33
    Полиэтилен высокой плотности, PEH 0.42 — 0,51
    Полиизопреновый каучук 0,13
    Полиизопреновый каучук 0,16
    Полиметилметакрилат 0,17 — 0,25
    Полипропилен
    Полистирол вспененный 0,03
    Полистирол 0.043
    Пенополиуретан 0,03
    Фарфор 1,5
    Калий 1
    Картофель, сырая мякоть 0,55
    Пропан (газ) 0,015
    Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
    Поливинилхлорид, ПВХ 0.19
    Стекло Pyrex 1.005
    Кварц минеральный 3
    Радон (газ) 0,0033
    Красный металл
    Рений
    Родий
    Порода, твердая 2-7
    Порода, вулканическая порода (туф) 0.5 — 2,5
    Изоляция из каменной ваты 0,045
    Канифоль 0,32
    Резина, ячеистая 0,045
    Резина натуральная 0,13
    Рубидий
    Лосось (влажность 73%) 0,50
    Песок сухой 0.15 — 0,25
    Песок влажный 0,25 — 2
    Песок насыщенный 2-4
    Песчаник 1,7
    Опилки 0,08
    Селен
    Овечья шерсть 0,039
    Аэрогель кремнезема 0.02
    Кремниевая литьевая смола 0,15 — 0,32
    Карбид кремния 120
    Кремниевое масло 0,1
    Серебро
    Шлаковая вата 0,042
    Сланец 2,01
    Снег (температура <0 o C) 0.05 — 0,25
    Натрий
    Хвойные породы (пихта, сосна ..) 0,12
    Почва, глина 1,1
    Почва, с органическими вещество 0,15 — 2
    Грунт насыщенный 0,6 — 4

    Припой 50-50

    50

    Сажа

    0.07

    Насыщенный пар

    0,0184
    Пар низкого давления 0,0188
    Стеатит 2
    Сталь углеродистая
    Сталь, нержавеющая сталь
    Изоляция из соломенных плит, сжатая 0,09
    Пенополистирол 0.033
    Диоксид серы (газ) 0,0086
    Сера кристаллическая 0,2
    Сахара 0,087 — 0,22
    Тантал

    Смола 0,19
    Теллур 4,9
    Торий
    Древесина, ольха 0.17
    Лес, ясень 0,16
    Лес, береза ​​ 0,14
    Лес, лиственница 0,12
    Лес, клен 0,16
    Древесина дубовая 0,17
    Древесина осина 0,14
    Древесина оспа 0.19
    Древесина, бук красный 0,14
    Древесина, сосна красная 0,15
    Древесина, сосна белая 0,15
    Древесина ореха 0,15
    Олово
    Титан
    Вольфрам
    Уран
    Пенополиуретан 0.021
    Вакуум 0
    Гранулы вермикулита 0,065
    Виниловый эфир 0,25
    Вода, пар (пар) 0,0267 0,0359
    Пшеничная мука 0.45
    Белый металл 35-70
    Древесина поперек волокон, белая сосна 0,12
    Древесина поперек волокон, бальза 0,055
    Древесина поперек волокон, сосна желтая, древесина 0,147
    Дерево, дуб 0,17
    Шерсть, войлок 0.07
    Древесная вата, плита 0,1 — 0,15
    Ксенон (газ) 0,0051
    Цинк

    1) Асбест плохо для здоровья человека, когда крошечные абразивные волокна попадают в легкие, где они могут повредить легочную ткань. Это, по-видимому, усугубляется курением сигарет, в результате чего возникают мезотелиома и рак легких.

    Пример — кондуктивная теплопередача через алюминиевый бак по сравнению с баком из нержавеющей стали

    Кондуктивная теплопередача через стенку ванны может быть рассчитана как

    q = (k / s) A dT (1)

    или, альтернативно,

    q / A = (к / с) dT

    , где

    q = теплопередача (Вт, БТЕ / ч)

    A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

    q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , БТЕ / (ч фут 2 ))

    k = теплопроводность ( Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

    dT = t 1 — t 2 = разница температур ( o C, o F)

    с = толщина стены (м, фут)
    9000 5

    Калькулятор теплопроводности

    k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

    s = толщина стенки (м, фут)

    A = площадь поверхности (м 2 , футы 2 )

    dT = t 1 — t 2 = разница температур ( o C, o F)

    Примечание! — общая теплопередача через поверхность определяется « общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к кондуктивной теплопередаче зависит от

    Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку горшка толщиной 2 мм — разность температур 80

    o C

    Теплопроводность алюминия составляет 215 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

    q / A = [(215 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)

    = 8600000 (Вт / м 2 )

    = 8600 (кВт / м 2 )

    Кондуктивная теплопередача через стенку емкости из нержавеющей стали толщиной 2 мм — разница температур 80

    o C

    Теплопроводность нержавеющей стали составляет 17 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

    q / A = [(17 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)

    = 680000 (Вт / м 2 )

    = 680 (кВт / м 2 )

    Теплопроводность

    Материал Теплопроводность
    (кал / сек) / (см 2 C / см)
    Теплопроводность
    (Вт / м · К) *
    Алмаз 1000
    Серебро 1.01 406.0
    Медь 0.99 385.0
    Золото 314
    Латунь 109,0
    Алюминий 0,50 205,0
    Железо 0,163 79,5
    Сталь 50.2
    Свинец 0,083 34,7
    Ртуть 8,3
    Лед 0,005 1,6
    Стекло обычное 0,0025 0,8
    Бетон 0,002 0,8
    Вода при 20 ° C 0,0014 0,6
    Асбест 0,0004 0.08
    Снег (сухой) 0,00026
    Стекловолокно 0,00015 0,04
    Кирпич изоляционный 0,15
    Кирпич красный 0,6
    Пробковая плита 0,00011 0,04
    Войлок 0,0001 0,04
    Минеральная вата 0,04
    Полистирол (пенополистирол) 0,033
    Полиуретан 0,02
    Дерево 0,0001 0,12-0,04
    Воздух при 0 ° C 0,000057 0,024
    Гелий (20 ° C) 0,138
    Водород (20 ° C) 0,172
    Азот (20 ° C) 0,0234
    Кислород (20 ° C) 0,0238
    Аэрогель кремнезема 0,003

    * Большая часть от Янга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд. Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и диоксида кремния из Справочника по химии и физике CRC.

    Обратите внимание, что 1 (кал / сек) / (см 2 C / см) = 419 Вт / м K. Имея это в виду, два приведенных выше столбца не всегда совпадают.Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными.

    Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана может быть принято как номинальное значение, которое определяет пенополиуретан как один из лучших изоляторов. NIST опубликовал процедуру численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на http://cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для полиуретана, наполненного фреоном, плотностью 1,99 фунт / фут 3 при 20 ° C дает теплопроводность 0.022 Вт / мК. Расчет для полиуретана с наполнителем CO 2 плотностью 2,00 фунт / фут 3 дает 0,035 Вт / мК.

    Индекс

    Таблицы

    Ссылка
    Young
    Ch 15.

    Теплопроводность обычных материалов

    В этой статье представлены данные теплопроводности для ряда распространенных материалов. Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.

    Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.

    Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при изучении теплопередачи в системе.

    Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других металлов и сплавов».

    В следующих таблицах показаны значения теплопроводности для обычных веществ.

    Материал Температура Теплопроводность Температура Теплопроводность
    Почвы и земля
    Глина 20 0,600 68 0,347
    Гравий 20 2.50 68 1,44
    Недра
    (Влажность 8%)
    20 0,900 68 0,520
    Грунт, сухой песок 20 0,300 68 0,173
    Влажный песок
    (Влажность 8%)
    20 0,600 68 0,347
    Строительные материалы
    Кирпич (здание) 20 0.720 68 0,416
    Кирпич (глинозем) 430 3,10 806 1,79
    Клинкер (цемент) 20 0,700 68 0,404
    Бетон, тяжелый 20 1,30 68 0,751
    Бетон, изоляция 20 0,207 68 0,120
    Бетон легкий 20 0.418 68 0,242
    Стекло 20 0,935 68 0,540
    Дерево 20 0,170 68 0,098
    Изоляция
    Асбест 0 0,160 32 0,092
    100 0,190 212 0,110
    200 0.210 392 0,121
    Силикат кальция 20 0,046 68 0,027
    Пробка 30 0,043 86 0,025
    Стекловолокно 20 0,042 68 0,024
    Магнезия 85% 20 0,070 68 0,040
    Магнезит 200 3.80 392 2,20
    Слюда 50 0,430 122 0,248
    Минеральная вата 20 0,034 68 0,020
    Резина, мягкая 20 0,130 68 0,075
    Твердая резина 0 0,150 32 0,087
    Опилки 20 0.052 68 0,030
    Пена уретановая (жесткая) 20 0,026 68 0,015
    Прочие твердые вещества
    Алмаз 20 2,300 68 1,329
    Графит 0 151 32 87,2
    Кожа человека 20 0,370 68 0.214
    Жидкости
    Уксусная кислота, 50% 20 0,350 68 0,202
    Ацетон 30 0,170 86 0,098
    Анилин 20 0,170 68 0,098
    Бензол 30 0,160 86 0,092
    Хлорид кальция, 30% 30 0.550 86 0,318
    Этанол, 80% 20 0,240 68 0,139
    Глицерин, 60% 20 0,380 68 0,220
    Глицерин, 40% 20 0,450 68 0,260
    Гептан 30 0,140 86 0,081
    Ртуть 20 8.54 68 4,93
    28 8,36 82 4,83
    Серная кислота, 90% 30 0,360 86 0,208
    Серная кислота, 60 % 30 0,430 86 0,248
    Вода 20 0,613 68 0,354
    30 0.620 86 0,358
    60 0,660 140 0,381
    Газы
    Воздух 0 0,024 32 0,014
    20 0,026 68 0,015
    100 0,031 212 0,018
    Диоксид углерода 0 0,015 32 0.009
    Этан 0 0,018 32 0,010
    Этилен 0 0,017 32 0,010
    Гелий 20 0,152 68 0,088
    Водород 0 0,170 32 0,098
    Метан 0 0,029 32 0.017
    Азот 0 0,024 32 0,014
    Кислород 0 0,024 32 0,014
    Вода (пар) 100 0,025 212 0,014

    Статья создана: 5 ноября 2013 г.


    Теги статьи

    Теплопроводность материалов | Свойства материала

    В этой таблице приведены значения теплопроводности наиболее распространенных материалов, с которыми вы можете столкнуться в своей жизни.Исследуйте мир материалов, сравнивайте материалы друг с другом, а также попробуйте изучить другие свойства.

    Теплопроводность материалов

    Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), которое измеряется в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

    Коэффициент теплопроводности большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

    Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

    Теплопроводность металлов

    Перенос тепловой энергии в твердых телах обычно может происходить из-за двух эффектов:

    • миграция свободных электронов
    • колебательные волны решетки (фононы)

    Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, приводящую к теплопроводности в твердом теле, теплопроводность может быть выражена как:

    k = k e + k ph

    Металлы являются твердыми телами и, как таковые, обладают кристаллической структурой, в которой ионы (ядра с окружающими их оболочками из остовных электронов) занимают трансляционно эквивалентные позиции в кристаллической решетке. Металлы в целом имеют высокую электропроводность , высокую теплопроводность и высокую плотность. Соответственно, перенос тепловой энергии может быть вызван двумя эффектами:

    • миграция свободных электронов
    • колебательные волны решетки (фононы).

    Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, приводящую к теплопроводности в твердом теле, теплопроводность может быть выражена как:

    k = k e + k ph

    Уникальной особенностью металлов с точки зрения их структуры является наличие носителей заряда, а именно электронов .Электропроводность и теплопроводность металлов происходят из , поскольку их внешних электронов делокализованы . Их вклад в теплопроводность обозначается как электронная теплопроводность , k e . Фактически, в чистых металлах, таких как золото, серебро, медь и алюминий, тепловой ток, связанный с потоком электронов, намного превышает небольшой вклад, связанный с потоком фононов. Напротив, для сплавов вклад k ph в k уже нельзя игнорировать.

    Теплопроводность неметаллов

    Для неметаллических твердых тел , k определяется в первую очередь k ph , которое увеличивается по мере уменьшения частоты взаимодействий между атомами и решеткой. Фактически, решеточная теплопроводность является доминирующим механизмом теплопроводности в неметаллах, если не единственным. В твердых телах атомы колеблются около своего положения равновесия (кристаллической решетки). Колебания атомов не независимы друг от друга, а довольно сильно связаны с соседними атомами.Регулярность расположения решетки имеет важное значение для k ph , с кристаллическими (хорошо упорядоченными) материалами, такими как кварц , имеющими более высокую теплопроводность, чем аморфные материалы, такие как стекло. При достаточно высоких температурах k ph ∝ 1 / T.

    квантов кристаллического колебательного поля называются « фононов ». Фонон — это коллективное возбуждение в периодическом упругом расположении атомов или молекул в конденсированных средах, таких как твердые тела и некоторые жидкости.Фононы играют важную роль во многих физических свойствах конденсированных сред, таких как теплопроводность и электропроводность. Фактически, для кристаллических неметаллических твердых тел, таких как алмаз, k ph может быть довольно большим, превышая значения k, связанные с хорошими проводниками, такими как алюминий. В частности, алмаз имеет самую высокую твердость и теплопроводность (k = 1000 Вт / м · К) из всех сыпучих материалов.

    Теплопроводность жидкостей и газов

    В физике жидкость — это вещество, которое постоянно деформируется (течет) под действием приложенного напряжения сдвига. Жидкости представляют собой подмножество фаз материи и включают жидкостей, , газов, , плазму и, в некоторой степени, пластичные твердые тела. Поскольку межмолекулярное расстояние намного больше и движение молекул более хаотично для жидкого состояния, чем для твердого состояния, перенос тепловой энергии менее эффективен. теплопроводность газов и жидкостей поэтому обычно меньше, чем у твердых тел. В жидкостях теплопроводность вызвана атомной или молекулярной диффузией.В газах теплопроводность вызвана диффузией молекул с более высокого энергетического уровня на более низкий уровень.

    Теплопроводность газов

    Влияние температуры, давления и химических веществ на теплопроводность газа можно объяснить в терминах кинетической теории газов . При отсутствии конвекции воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами. Следовательно, многие изоляционные материалы (например, полистирол) функционируют просто за счет наличия большого количества газонаполненных карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей раздела, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

    Теплопроводность газов прямо пропорциональна плотности газа, средней скорости молекул и особенно средней длины свободного пробега молекулы. Длина свободного пробега также зависит от диаметра молекулы, при этом более крупные молекулы с большей вероятностью будут испытывать столкновения, чем небольшие молекулы, что является средним расстоянием, которое проходит носитель энергии (молекула) до столкновения.Легкие газы, такие как водород и гелий , обычно имеют высокую теплопроводность . Плотные газы, такие как ксенон и дихлордифторметан, обладают низкой теплопроводностью.

    Обычно теплопроводность газов увеличивается с повышением температуры.

    Теплопроводность жидкостей

    Как уже было написано, в жидкостях теплопроводность вызвана атомной или молекулярной диффузией, но физические механизмы, объясняющие теплопроводность жидкостей, не совсем понятны.Жидкости, как правило, имеют лучшую теплопроводность, чем газы, а способность течь делает жидкость пригодной для отвода избыточного тепла от механических компонентов. Тепло можно отвести, направив жидкость через теплообменник. Теплоносители, используемые в ядерных реакторах, включают воду или жидкие металлы, такие как натрий или свинец.

    Теплопроводность неметаллических жидкостей обычно уменьшается с повышением температуры.

    10 лучших теплопроводящих материалов

    Теплопроводность — это мера способности материала пропускать через него тепло.Материалы с высокой теплопроводностью могут эффективно передавать тепло и легко забирать тепло из окружающей среды. Плохие теплопроводники сопротивляются тепловому потоку и медленно извлекают тепло из окружающей среды. Теплопроводность материала измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт / м • К) в соответствии с рекомендациями S.I (Международная система).

    10 лучших измеряемых теплопроводных материалов и их значения приведены ниже. Эти значения проводимости являются средними из-за разницы в теплопроводности в зависимости от используемого оборудования и среды, в которой были получены измерения.

    Теплопроводящие материалы

    1. Diamond — 2000 — 2200 Вт / м • K

      Алмаз является ведущим теплопроводным материалом, и его значения проводимости, измеренные в 5 раз, выше, чем у меди, наиболее производимого металла в Соединенных Штатах. Атомы алмаза состоят из простой углеродной основы, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной передачи тепла. Часто материалы с простейшим химическим составом и молекулярной структурой имеют самые высокие значения теплопроводности.

      Diamond — важный компонент многих современных портативных электронных устройств. Их роль в электронике — способствовать рассеиванию тепла и защищать чувствительные части компьютера. Высокая теплопроводность алмазов также оказывается полезной при определении подлинности камней в ювелирных изделиях. Добавление небольшого количества алмаза в инструменты и технологии может сильно повлиять на свойства теплопроводности.

    2. Серебро — 429 Вт / м • K

      Серебро — относительно недорогой и распространенный теплопроводник.Серебро входит в состав многих бытовых приборов и является одним из самых универсальных металлов из-за его ковкости. 35% серебра, производимого в США, используется для изготовления электрических инструментов и электроники (US Geological Survey Mineral Community 2013). Вспомогательный продукт серебра, серебряная паста, пользуется все большим спросом из-за его использования в экологически чистых источниках энергии. Серебряная паста используется в производстве фотоэлементов, которые являются основным компонентом солнечных батарей.

    3. Медь — 398 Вт / м • K

      Медь — наиболее часто используемый металл для производства токопроводящих приборов в США.Медь имеет высокую температуру плавления и умеренную скорость коррозии. Это также очень эффективный металл для минимизации потерь энергии при передаче тепла. Металлические кастрюли, трубы для горячей воды и автомобильные радиаторы — все это приборы, в которых используются проводящие свойства меди.

    4. Золото — 315 Вт / м • K

      Золото — редкий и дорогой металл, который используется для специальных проводящих применений. В отличие от серебра и меди, золото редко тускнеет и может выдерживать большие количества коррозии.

    5. Нитрид алюминия — 310 Вт / м • K

      Нитрид алюминия часто используется в качестве замены оксида бериллия. В отличие от оксида бериллия, нитрид алюминия не представляет опасности для здоровья при производстве, но по-прежнему демонстрирует химические и физические свойства, аналогичные оксиду бериллия. Нитрид алюминия — один из немногих известных материалов, предлагающих электрическую изоляцию наряду с высокой теплопроводностью. Он обладает исключительной стойкостью к тепловому удару и действует как электрический изолятор в механической стружке.

    6. Карбид кремния — 270 Вт / м • K

      Карбид кремния — это полупроводник, состоящий из сбалансированной смеси атомов кремния и углерода. При изготовлении и сплавлении кремний и углерод соединяются, образуя чрезвычайно твердый и прочный материал. Эта смесь часто используется в качестве компонента автомобильных тормозов, турбинных машин и стальных смесей.

    7. Алюминий — 247 Вт / м • K

      Алюминий обычно используется в качестве экономичной замены меди.Хотя алюминий не такой проводящий, как медь, его много, и с ним легко работать из-за его низкой температуры плавления. Алюминий является важным компонентом светильников L.E.D (светоизлучающих диодов). Медно-алюминиевые смеси набирают популярность, поскольку они могут использовать свойства как меди, так и алюминия и могут производиться с меньшими затратами.

    8. Вольфрам — 173 Вт / м • K

      Вольфрам имеет высокую температуру плавления и низкое давление пара, что делает его идеальным материалом для приборов, которые подвергаются воздействию высоких уровней электричества.Химическая инертность вольфрама позволяет использовать его в электродах, являющихся частью электронных микроскопов, без изменения электрических токов. Он также часто используется в лампах и как компонент электронно-лучевых трубок.

    9. Графит 168 Вт / м • K

      Графит — это распространенная, недорогая и легкая альтернатива другим углеродным аллотропам. Его часто используют в качестве добавки к смесям полимеров для улучшения их теплопроводных свойств. Батареи — знакомый пример устройства, использующего высокую теплопроводность графита.

    10. Цинк 116 Вт / м • K

      Цинк — один из немногих металлов, которые можно легко комбинировать с другими металлами для создания металлических сплавов (смеси двух или более металлов). 20% цинковых приборов в США состоят из цинковых сплавов. При цинковании используется 40% производимого чистого цинка. Цинкование — это процесс нанесения цинкового покрытия на сталь или железо, которое предназначено для защиты металла от атмосферных воздействий и ржавчины.

    Список литературы

    Мохена, Т.К., Мочане, М. Дж., Сефади, Дж. С., Мотлунг, С. В., и Андала, Д. М. (2018). Теплопроводность полимерных композитов на основе графита. Влияние теплопроводности на энергетические технологии. doi: 10.5772 / intechopen.75676
    Нитрид алюминия. (нет данных). Получено с https://precision-ceramics.com/materials/aluminium-nitride/

    .

    База данных материалов Thermtest. https://thermtest.com/materials-database

    Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель Thermtest

    Теплопроводность обычных металлов и сплавов

    Теплопроводность обычных металлов, сплавов и материалов

    Таблица содержания теплопередачи
    Свойства металлов — теплопроводность, плотность, удельная теплоемкость

    В этой таблице приведены типичные значения термической стойкости некоторых обычных промышленных металлов и сплавов.

    Значения относятся к температуре окружающей среды (от 0 до 25 ° C).

    Все значения следует рассматривать как типовые, поскольку эти свойства зависят от конкретного типа сплава, термообработки и других факторов. Значения для конкретных аллотов могут сильно различаться.

    Теплопроводность обычных металлов

    Имя

    Теплопроводность
    Вт / см K

    Теплопроводность
    Вт / м K

    Чугун

    0.7

    AISI-SAE 1020

    0,52

    Нержавеющая сталь марки 304

    0,15

    Серый чугун

    0,47

    Хастеллой C

    0,12

    Инконель

    0,15

    Чистый алюминий

    237

    Алюминиевый сплав 3003, прокат

    1.9

    Алюминиевый сплав 2014, отожженный

    1,9

    Алюминиевый сплав 360

    9,8

    Медь электролитическая (ETP)

    3,9

    Желтая латунь (высокая латунь)

    22,3

    Алюминиевая бронза

    0.7

    Бериллий

    218

    Бериллий Медь 25

    1.20.8

    Купроникель 30%

    0,3

    Красная латунь, 85%

    1,6

    Латунь

    109

    Сурьма свинец (жесткий свинец)

    0.35

    Припой 50-50

    0,5

    Магниевый сплав AZ31B

    1,0

    Свинец

    35,3

    Серебро

    429

    Монель

    0,3

    Золото

    318

    Никель (технический)

    0.9

    Мельхиор 55-45 (константан)

    0,2 ​​

    Титан (коммерческий)

    1,8

    Цинк (технический)

    1,1

    Цирконий (технический)

    0,2 ​​

    Цемент

    0.29

    Эпоксидная смола (с диоксидом кремния)

    0,30

    Резина

    0,16

    Epoxt (без заливки)

    0,59

    Термопаста

    0,8 — 3

    Термоэпоксидная смола

    1–7

    Стекло

    1.1

    Почва

    1,5

    Песчаник

    2,4

    Алмаз

    900-2320

    Асфальт

    0,75

    Бальза

    0,048

    Никель-хромовая сталь

    16,4

    Кориан

    1.06

    Стекловолокно

    0,04

    Гранит

    1,65 — 3,9

    Пенополистирол

    0,032

    Пенополиуретан

    0,02

    Иридий

    147

    Лиственные породы (дуб, клен ..)

    0.16

    Теплопроводность металлов

    k = британских тепловых единиц / час · фут · ° F
    k t = k до — a (t — t o )

    Вещество Диапазон температур
    , ° F
    к по а Вещество Диапазон температур
    , ° F
    к по а

    Металлы

    Олово 60–212 36 0.0135
    Алюминий 70–700 130 0,03 Титан 70–570 9 0,001
    Сурьма 70 — 212 10,6 0,006 Вольфрам 70–570 92 0,02
    Бериллий 70–700 80 0.027 Уран 70–770 14 -0,007
    Кадмий 60–212 53,7 0,01 Ванадий 70 20
    Кобальт 70 28 Цинк 60–212 65 0.007
    Медь 70–700 232 0,032 Цирконий 32 11
    Германий 70 34 Сплавы:
    Золото 60–212 196 Адмиралтейство Металл 68–460 58.1 -0,054
    Железо чистое 70–700 41,5 0,025 Латунь –265–360 61,0 -0,066
    Кованое железо 60–212 34,9 0,002 (70% Cu, 30% Zn) 360–810 84,6 0
    Сталь (1% C) 60–212 26.2 0,002 Бронза, 7,5% Sn 130–460 34,4 -0,042
    Свинец 32–500 20,3 0,006 7,7% Al 68 — 392 39,1 -0,038
    Магний 32–370 99 0,015 Константан -350-212 12.7 -0,0076
    Меркурий 32 4,8 (60% Cu, 40% Ni) 212–950 10,1 -0,019
    Молибден 32–800 79 0,016 Дурал 24S (93,6% Al,
    4,4% Cu,
    -321-550 63,8 -0,083
    Никель 70–560 36 0.0175 1,5% Mg, 0,5% Mn) 550–800 130. -0,038
    Палладий 70 39 Inconel X (73% Ni, 15% Cr, 7% 27–1 070 7,62 -0,0068
    Платина 70–800 41 0,0014 Fe, 2,5% Ti)
    Плутоний 70 5 Манганин (84% Cu, 12% Mn, 1 070 — 1 650 3.35 -0,0111
    Родий 70 88 4% Ni) -256-212 11,5 -0,015
    Серебро 70–600 242 0,058 Монель (67,1% Ni, 29,2%
    Cu, 1,7% Fe, 1,0% Mn)
    -415-1,470 12,0 -0.008
    Тантал 212 32
    Таллий 32 29 Нейзильбер (64% Cu,
    17% Zn, 18% Ni)
    68–390 18,1 -0,0156
    торий 70–570 17 -0,0045

    Связанный:

    Артикул:

    • Справочник по металлам ASM, второе издание, Американское общество металлов, Парк металлов, штат Огайо, 1983.
    • Линч, Коннектикут, Практическое руководство CRC по материаловедению, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 1989.
    • Шакелфорд, Дж. Ф., и Александр, В., Справочник CRC по материаловедению и инженерии, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 1991.

    Тепловые свойства строительных материалов

    Предыдущие колонки технических данных охватывали тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники. Технические данные по этому вопросу шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораторных условиях теплопередачи в дополнение к их обычным строительным применениям.Знание теплопроводности и теплоемкости элементов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуется для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требуется так много времени).

    В таблице 1 перечислены некоторые строительные материалы и их термические свойства при номинальной комнатной температуре. Металлы и сплавы не были включены, потому что они были рассмотрены ранее. Следует отметить, что эти значения являются приблизительными и репрезентативны для конкретного типа материала.Некоторые материалы поглощают воду, которая, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины во влажном состоянии может увеличиваться на 15%. Материалы, используемые в качестве изоляторов, которые полагаются на воздух, такие как одеяла из стекловолокна, демонстрируют большее изменение свойств во влажном состоянии. Следует отметить, что диапазон значений теплопроводности для этих материалов довольно скромный (около двух порядков).

    Таблица 1. Тепловые свойства конструкционного материала при комнатной температуре [1-4]

    Материал Теплопроводность
    (Вт / м · К) при ~ 300 К
    Удельная теплоемкость
    (Дж / кг · К)
    Плотность
    (кг / м 3)
    Кирпич 0.7 840 1600
    Бетон — плотный 1,4 840 2100
    Бетон — легкое литье 0,4 1000 1200
    Гранит 1,7 — 3,9 820 2600
    Стекло (окно) 0,8 880 2700
    Твердая древесина (дуб) 0.16 1250 720
    Хвойные породы (сосна) 0,12 1350 510
    Поливинилхлорид 0,12 — 0,25 1250 1400
    Бумага 0,04 1300 930
    Акустическая плитка 0,06 1340 290
    ДСП (низкой плотности) 0.08 1300 590
    ДСП (высокой плотности) 0,17 1300 1000
    Стекловолокно 0,04 700 150
    Пенополистирол 0,03 1200 50

    Рост затрат на электроэнергию и осознание того, что минимизация нежелательной теплопередачи является выгодной, продолжает создавать стимулы для использования строительных методов и материалов с меньшим энергопотреблением.Преимущества эффективного терморегулирования внутренней электроники также должны сочетаться с термически эффективной конструкцией помещения. Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не обеспечила настоящих теплоизоляционных материалов, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к получению данных со значительными отклонениями из-за различий в составе и различных условий испытаний.

    Для многих материалов данные могут быть найдены в виде значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и имеет единицы измерения ft 2 ��F�h / Btu (иногда данные отображаются в единицах СИ, K�m 2 / Вт и обычно обозначаются как RSI). Более высокое значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, возможно получение приблизительной теплопроводности. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины и тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влажностью и движущимся воздухом и подвержены старению, вынудили стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6].Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.

    Список литературы

    1. Incropera, F., De Witt, D., Introduction to Heat Transfer, 2nd Edition, John Wiley and Sons, 1990.
    2. www.goodfellows.com
    3. Веб-сайт удобной низкоэнергетической архитектуры (http://www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/index.html)
    4. www.coloradoenergy.org/procorner/stuff/r-values.htm
    5. ASTM C1303, «Стандартный метод испытаний для оценки долгосрочного изменения термического сопротивления необработанных жестких пенопластов с закрытыми порами путем разрезания и масштабирования в лабораторных условиях.