Как определить, является ли материал теплоизоляционным?
Теплопроводность — ключ к эффективности изоляции материала
Теплопроводность (обычно обозначается k, λ или κ) – это присущая материалу способность передавать или проводить тепло. Это третий способ передачи тепла, помимо конвекции и излучения. Процесс теплопроводности можно количественно описать с помощью соответствующих уравнений скорости. Уравнение скорости для этого вида теплопроводности основано на законе Фурье.
Теплопроводность возникает в результате непрерывных столкновений молекул и не вызывает общего движения самого твёрдого тела. Тепло перемещается вдоль градиента температуры, то есть из областей с высокой температурой и высокой молекулярной энергией в области с более низкой температурой и более низкой молекулярной энергией. Этот перенос продолжается до достижения теплового равновесия. Скорость теплопередачи зависит от величины градиента температуры и теплофизических свойств материала.
Она определяется как количество тепла, проходящее через единицу площади (1 м²) материала на единицу толщины (1 м) за единицу времени, при этом единицей измерения является Вт/м·К. [Вт: Ватт, м: метр, К: Кельвин]
Теплопроводность конкретных материалов сильно зависит от ряда факторов, включая температурные градиенты, свойства материала и длину пути распространения тепла.
Материалы с аморфной структурой и низкой плотностью обладают более низкой теплопроводностью. Чем ниже влажность и температура материала, тем ниже и теплопроводность.
Теплопроводность материалов определяет их применение. Например, материалы с низкой теплопроводностью отлично подходят для изоляции жилья и промышленности, а материалы с высокой теплопроводностью отлично подходят для использования в кухонной утвари и холодильном оборудовании. Материалы с теплопроводностью более 200 Вт/(м·К) обычно называют материалами с высокой теплопроводностью, а материалы с теплопроводностью не более 0,12 Вт/м·К — изоляционными материалами.
Теплопроводность — ключевой фактор взаимодействия материалов. Понимание теплопроводности позволяет нам использовать материалы в различных сферах жизни для достижения наилучших результатов. Эффективные испытания и измерения теплопроводности имеют решающее значение для решения этой задачи.
Ниже приведены значения теплопроводности распространенных материалов:
Материал | Теплопроводность (Вт/м·К) |
АБС-пластик | 0.25 |
Ацетали | 0.3 |
Акрил | 0.06 |
Алкиды | 0.85 |
Оксид алюминия, чистый | 30~40 |
Алюминий, чистый | 237 |
Алюминий, литой | 100~180 |
Асфальт | 0.75 |
Кирпич, строительный кирпич | 0.69 |
Кирпич, Диатомит | 0.24 |
Кирпич, шамот | 1.04 |
Картон, Целотекс | 0.048 |
Картон, гофрированный | 0.064 |
Плита из силиката кальция | 0.05~0.07 |
Цемент, раствор | 1.16 |
Цемент, Портленд | 0.29 |
Керамическое волокно | 0.09~0.2 |
Бетон, керамзит | 0.77 |
Бетон, вспененный | 0.21 |
Бетон, камень, смесь 1-2-4 | 1.37 |
Медь, чистая | 401 |
Пробковая доска, 10 фунтов/фут 3 | 0.043 |
Алмаз | 2300 |
Диатомит | 0.061 |
Эпоксидная смола | 0.2~2.2 |
Эпоксидное стекло | 0.3~0.5 |
EPS | 0.033~0.036 |
Стекло | 0.12 |
Стекло, вспененное | 0.044~0.058 |
Стекло, кремний | 1.38 |
Стекловата | 0.032~0.040 |
Пена на основе фенольной смолы | 0.023~0.025 |
Штукатурка | 0.48 |
оргстекло | 0.19 |
Полиэтиленовая пена | 0.047 |
Полиуретановая пена | 0.025 |
Минеральная вата | 0.04 |
Резина, бутил | 0.26 |
Резина, твердая | 0.19 |
Резина, силикон | 0.19 |
Резиновая пена | 0.034 |
Аэрогель на основе диоксида кремния | 0.016 |
Кремний, 99,9% | 150 |
Камень, Гранит | 2.8 |
Камень, известняк | 1.3 |
Камень, Мрамор | 2.5 |
Камень, песчаник | 1.83 |
Древесина | 0.17 |
Древесная стружка | 0.059 |
Источник данных — интернет. Только для справки.