Коефіцієнт теплопровідності - студопедія

Множник пропорційності l в рівняннях (12.3) і (12.4) називається коефіцієнтом теплопровідності. Теплопровідність є фізичною властивістю речовини, що характеризує здатність речовини проводити тепло. З виразу (12.3) слід:

Коефіцієнт теплопровідності є кількість тепла, що проходить в одиницю часу через одиницю поверхні при різниці температур в один градус на шляху в один метр.

Значення коефіцієнтів теплопровідності для різних речовин різко відрізняються і залежать від структури, щільності, вологості, тиску і температури матеріалу. Тому в відповідальних конструкціях, таких як ізоляція підводних човнів або космічних апаратів, значення коефіцієнта теплопровідності конструкції визначається експериментально для кожної конструкції. При звичайних теплотехнічних розрахунках значення коефіцієнта теплопровідності приймаються з довідника. Необхідно тільки, щоб фізичні характеристики матеріалу (вологість, щільність.), Що визначаються умовами експлуатації, відповідали табличними даними, наведеними в довіднику.

Залежність теплопровідності від температури має характер

li = l0 (1 + bti) (12.6)

де l0 - відомий коефіцієнт теплопровідності при відомій температурі t0;

b - константа, яка визначається для даного матеріалу експериментально.

Найбільші значення теплопровідності мають метали: у срібла l = 410 Вт / (м · град), у золота l = 300 Вт / (м · град), у чистої міді l = 395 Вт / (м · град), у алюмінію l = 210 Вт / (м · град). Для більшості металів підвищення температури призводить до зменшення теплопровідності. До різкого зниження теплопровідності призводить наявність навіть мізерної кількості домішок в металах. Наприклад, сліди миш'яку в міді знижують коефіцієнт її теплопровідності до l = 142 Вт / (м · град).

Значення коефіцієнтів теплопровідності будівельних та теплоізоляційних матеріалів лежать в межах l = 0,02 - 3 Вт / (м · град) .Рост температури призводить до зростання коефіцієнта теплопровідності відповідно до залежності (12.6). Як правило, чим вище щільність матеріалу, тим більше величина його теплопровідності. При виборі будівельних і ізоляційних матеріалів слід врахувати високу залежність коефіцієнта теплопровідності від вологості матеріалу. Причому потрібно пам'ятати, що теплопровідність вологого матеріалу вище, ніж теплопровідність окремо сухого матеріалу і теплопровідність води. Наприклад, сухий цегла має коефіцієнт теплопровідності l = 0,3 Вт / (м · град), теплопровідність води l = 0,6 Вт / (м · град), а теплопровідність вологого цегли l = 0,9 Вт / (м · град ).

В якості теплоізоляційних зазвичай використовують матеріали з теплопровідністю менш l = 0,2 Вт / (м · град).

Теплопровідність крапельних рідин, як і теплопровідність металів, знижується при збільшенні температури. Винятком є ​​вода і гліцерин. Значення коефіцієнтів теплопровідності крапельних рідин знаходиться в інтервалі l = 0,7 - 0,1 Вт / (м · град).

Величини коефіцієнтів теплопровідності газів на порядок менше, ніж крапельних рідин l = 0,1 - 0,005 Вт / (м · град). На відміну від рідин і металів, у газів підвищення температури призводить до зростання теплопровідності, як і у будівельних і ізоляційних матеріалів.

Від тиску (крім дуже маленького і дуже великого) теплопровідність практично не залежить.