Коэффициент теплопроводности это: Коэффициент теплопроводности утеплителей (теплоизоляционных материалов) и стройматериалов

Содержание

Коэффициент теплопроводности | это… Что такое Коэффициент теплопроводности?

Теплопрово́дность — это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием теплорода от одного тела к другому. Однако более поздние опыты, в частности, нагрев пушечных стволов при сверлении, опровергли реальность существования теплорода как самостоятельного вида материи. Соответственно, в настоящее время считается, что явление теплопроводности обусловлено стремлением занять состояние более близкое к термодинамическому равновесию, что выражается в выравнивании температуры.

В установившемся режиме поток энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры:

где  — вектор потока тепла — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси,  — коэффициент теплопроводности (иногда называемый просто теплопроводностью), T — температура. Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, ΔT — перепад температур граней, h — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K).

Содержание

  • 1 Коэффициенты теплопроводности различных веществ
  • 2 Коэффициент теплопроводности вакуума
  • 3 Связь с электропроводностью
  • 4 Обобщения закона Фурье
  • 5 Примечания
  • 6 См. также

Коэффициенты теплопроводности различных веществ

МатериалТеплопроводность, Вт/(м·K)
Алмаз1001—2600
Серебро430
Медь382—390
Золото320
Алюминий202—236
Латунь97—111
Железо92
Платина70
Олово67
Сталь47
Кварц8
Стекло1
Вода0,6
Кирпич строительный0,2—0,7
Пенобетон0,14—0,3
Газобетон0,1—0,3
Дерево0,15
Шерсть0,05
Минеральная вата0,045
Пенополистирол0,04
Пеноизол0,035
Воздух (300 K, 100 кПа)0,026
Воздух (сухой неподвижный)0,024—0,031
Аргон0,0177
Ксенон0,0057
Аэрогель0,003
Вакуум (абсолютный)0 (строго)

На практике нужно также учитывать проводимость тепла за счет конвекции молекул и проникаемости излучений. Например, при полной нетеплопроводности вакуума, тепло может передаваться за счет излучения (пример — Солнце, установки инфракрасного излучения). А газ или жидкость могут обмениваться нагретыми или охлажденными слоями самостоятельно или искусственно (пример — фен, греющие вентиляторы).

Коэффициент теплопроводности вакуума

Коэффициент теплопроводности вакуума стремится к нулю. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тепло в вакууме передаётся только излучением. Поэтому для уменьшения теплопотери стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность хуже излучает и лучше отражает), а воздух между ними откачивают.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности K с удельной электрической проводимостью σ в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

где k — постоянная Больцмана, e — заряд электрона.

Обобщения закона Фурье

Следует отметить, что закон Фурье не учитывает инерционность процесса теплопроводности, то есть в данной модели изменение температуры в какой-то точке мгновенно распространяется на всё тело.

Закон Фурье не применим для описания высокочастотных процессов (и, соответственно, процессов, чьё разложение в ряд Фурье имеет значительные высокочастотные гармоники). Примерами таких процессов являются распространение ультразвука, ударные волны и т. д. Инерционность в уравнения переноса первым ввел Максвелл[1], а в 1948 году Каттанео был предложен вариант закона Фурье с релаксационным членом:[2]

Если время релаксации τ пренебрежимо мало, то это уравнение переходит в закон Фурье.

Примечания

  1. J. C. Maxwell, Philos. Trans. Roy. Soc. London 157 (1867) 49.
  2. C. Cattaneo, Atti Seminario Univ. Modena 3 (1948) 33.

См. также

  • Теплопередача
  • Коэффициенты теплопроводности различных материалов
  • Коэффициенты теплопроводности элементов

Другие способы теплопередачи

  • Конвекция
  • Тепловое излучение
  • Легенда о замороженном космонавте
  • Закон Ньютона — Рихмана

Коэффициент теплопроводности — Технарь

Множитель пропорциональности l в уравнениях (12. 3) и (12.4) называется коэффициентом теплопроводности. Теплопроводность является физическим свойством вещества, характеризующим способность вещества проводить тепло. Из выражения (12.3) следует:

Коэффициент теплопроводности представляет собой количество тепла, проходящее в единицу времени через единицу поверхности при разности температур в один градус на пути в один метр.

Значения коэффициентов теплопроводности для различных веществ резко отличаются и зависят от структуры, плотности, влажности, давления и температуры материала.

Поэтому в ответственных конструкциях, таких как изоляция подводных лодок или космических аппаратов, значения коэффициента теплопроводности конструкции определяется экспериментально для каждой конструкции. При обычных теплотехнических расчётах значения коэффициента теплопроводности принимаются из справочника. Необходимо только, чтобы физические характеристики материала (влажность, плотность…), определяемые условиями эксплуатации, соответствовали табличным данным, приведенным в справочнике.

Зависимость теплопроводности от температуры имеет характер:

li = l0(1 + bti) (12.6)

где l0 — известный коэффициент теплопроводности при известной температуре t0;

b — константа, определяемая для данного материала экспериментально.

Наибольшие значение теплопроводности имеют металлы: у серебра l = 410 Вт/(м·град), у золота l = 300 Вт/(м·град), у чистой меди l = 395 Вт/(м·град), у алюминия l = 210 Вт/(м·град).

Для большинства металлов повышение температуры приводит к уменьшению теплопроводности. К резкому снижению теплопроводности приводит наличие даже ничтожного количества примесей в металлах. Например, следы мышьяка в меди снижают коэффициент ее теплопроводности до l = 142 Вт/(м·град).

Железо с содержанием углерода 0,1% имеет l = 52 Вт/(м·град), при наличии углерода 1% — l = 40 Вт/(м·град). Для чистых металлов теплопроводность и электропроводность пропорциональны друг другу.

Значения коэффициентов теплопроводности строительных и теплоизоляционных материалов лежат в пределах l = 0,02 — 3 Вт/(м·град). Рост температуры приводит к росту коэффициента теплопроводности в соответствии с зависимостью (12.6).

Как правило, чем выше плотность материала, тем больше величина его теплопроводности. При выборе строительных и изоляционных материалов следует учесть высокую зависимость коэффициента теплопроводности от влажности материала. Причем нужно помнить, что теплопроводность влажного материала выше, чем теплопроводность отдельно сухого материала и теплопроводность воды. Например, сухой кирпич имеет коэффициент теплопроводности l = 0,3 Вт/(м·град), теплопроводность воды l = 0,6 Вт/(м·град), а теплопроводность влажного кирпича l = 0,9 Вт/(м·град).

В качестве теплоизоляционных обычно используют материалы с теплопроводностью менее l = 0,2 Вт/(м·град).

Теплопроводность капельных жидкостей, как и теплопроводность металлов, понижается при увеличении температуры. Исключением является вода и глицерин.

Значения коэффициентов теплопроводности капельных жидкостей находится в интервале l = 0,7 – 0,1 Вт/(м·град).

Величины коэффициентов теплопроводности газов на порядок меньше, чем капельных жидкостей l = 0,1 – 0,005 Вт/(м·град). В отличие от жидкостей и металлов, у газов повышение температуры приводит к росту теплопроводности, как и у строительных и изоляционных материалов.

От давления (кроме очень маленького и очень большого) теплопроводность практически не зависит.

Теплопроводность | Определение, наука и приложения

теплопроводность в кулинарии

Посмотреть все средства массовой информации

Ключевые люди:
Андерс Йонас Ангстрем
Похожие темы:
нагревать теплопроводность собственная проводимость внешняя проводимость радиационная проводимость

Просмотреть весь связанный контент →

теплопроводность

, способность вещества проводить тепло или перемещать тепло из одного места в другое без движения материала, проводящего тепло. Теплопроводность измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт/мК). Например, твердый алюминий имеет теплопроводность 237 Вт/мК при –73 °C (–99 °F), 236 Вт/мК при 0 °C (32 °F) и 232 Вт/мК при 327 °C ( 621 °F). Теплопроводность материала изменяется с температурой и может быть связана с изменениями давления в зависимости от состояния материала.

В физике теплопроводность обозначается символом k или λ . Он представляет собой один из трех способов передачи тепла из одного места в другое, причем двумя другими являются конвекция и излучение. Закон теплопроводности Фурье дает скорость, с которой тепло передается посредством теплопроводности: q = – k T , где q — локальная плотность теплового потока, а ∇ T — градиент температуры.

Больше из Britannica

жидкость: теплопроводность

Процесс теплопроводности

Когда тепло передается через твердое тело, тепло передается за счет молекулярного или атомного движения и контакта между частицами. Теплопередача не является результатом движения атомов или молекул через твердое тело. В твердом теле тепло перемещается по разности температур (называемой температурным градиентом) из области с высокой температурой и, следовательно, с сильным перемешиванием частиц в область с низкой температурой и, следовательно, с низким перемешиванием частиц. Эта передача тепловой энергии продолжается до тех пор, пока весь материал, составляющий твердое тело, не достигнет теплового равновесия, что означает, что температура во всем материале одинакова. Время, необходимое для этого, зависит от нескольких факторов, включая величину разницы температур внутри материала и тепловые характеристики самого материала. Эти характеристики включают атомный или молекулярный состав материала и расстояние, известное как длина пути, через которое должно пройти тепло.

Когда проводящим материалом является жидкость или газ, тепло передается за счет движения частиц, а также за счет движения самих атомов или молекул. Теплопроводность быстрее всего происходит в твердом теле и медленнее всего в газе. Когда вещество находится в газовой фазе, частицы имеют большие расстояния между собой и поэтому сталкиваются реже. Эти столкновения передают тепловую энергию, поэтому меньшее количество столкновений приводит к более низкой скорости теплопроводности.

Примеры теплопроводности

При приготовлении пищи повара часто используют металлические сковороды. Когда сковорода нагревается на плите, тепловая энергия от плиты передается металлу на дне сковороды. Затем эта энергия распространяется по всей сковороде, в конечном итоге готовя пищу. Однако со временем тепло будет передаваться и на ручку сковороды. Поэтому производители сковород часто тщательно выбирают материал для ручки сковороды, который является плохим проводником тепла, чтобы повара не подвергались опасности обжечь руки.

Тепловое прикосновение, или то, как тело ощущает температуру при прикосновении к горячему или холодному объекту, также подчиняется принципам теплопроводности. Когда человек прикасается к объекту, температура объекта и кожи изменяется в зависимости как от их свойств, так и от их начальной температуры.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Кен Стюарт

Теплопроводность: определение, принципы работы, важность, расчеты и факторы

Теплопроводность — одно из важных свойств материала, которое позволяет инженерам выбирать правильный материал для конкретного применения. Он определяет, насколько легко тепло может проходить через материал. Например, материал с высокой теплопроводностью, такой как медь, идеально подходит для радиатора, тогда как материал с низкой теплопроводностью, такой как керамика, идеален для теплоизоляции.

В этой статье будет рассмотрена концепция теплопроводности, как она работает, как рассчитывается и различные факторы, которые могут влиять на это свойство.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность можно определить как то, насколько легко материал может передавать тепло при наличии приложенного температурного градиента. Теплопроводность материала часто определяется экспериментально. Он используется для характеристики теплопередачи материала при различных температурах. Теплопроводность часто используется для описания того, является ли материал изолятором или проводником. В случае изолятора термин тепловое сопротивление часто используется для описания того, как материал сопротивляется потоку тепла.

Как работает теплопроводность?

Теплопроводность относится к способности материала передавать тепло по градиенту от высокой температуры к низкой температуре. То, что мы воспринимаем как «тепло», когда прикасаемся к объекту, является макроскопическим эффектом вибраций атомного масштаба внутри материала. Когда тепловая энергия поглощается материалом, эта энергия преобразуется в кинетическую энергию атомов. Атомы в твердых телах не могут много двигаться, поэтому они вибрируют. Вибрирующие атомы, подвергающиеся непосредственному воздействию тепловой энергии, сталкиваются со своими соседями. Это передает кинетическую энергию соседям, которые затем возбуждают атомы еще ниже по потоку от источника тепла. Колебания, вызванные тепловой энергией, перемещаются через материал в более холодные области, что-то вроде ряби, распространяющейся от гальки, ударяющейся о поверхность пруда.

Какое значение имеет теплопроводность?

Теплопроводность важна, поскольку она является мерой того, насколько хорошо материал помогает (проводит) или сопротивляется (изолирует) потоку тепла. На практике это позволяет инженерам выбирать подходящий материал для приложения. Например, в теплообменнике идеален хороший теплопроводник. Для футеровки печи идеально подойдет хороший изолятор.

Какова важность теплопроводности в 3D-печати?

Теплопроводность важна по ряду причин. Во-первых, станина 3D-принтера должна быть горячей, чтобы первый слой прилипал к ней. Платформы для 3D-печати обычно изготавливаются из алюминиевой пластины с нагревательным элементом, прикрепленным к нижней стороне. Алюминий является хорошим проводником тепла, поэтому нагретая алюминиевая платформа принтера будет равномерно передавать тепло по всей целевой области печати. Во-вторых, теплопроводность внутри узла экструдера может привести к сбоям при печати из-за ползучести тепла. Наконец, важна теплопроводность, так как тепло в горячем конце должно передаваться от термистора к пластику, чтобы эффективно расплавить его.

Какова теплопроводность различных материалов для 3D-печати?

В таблице 1 ниже перечислены теплопроводности различных материалов для 3D-печати:

(Кал/см·с·oC) Теплопроводность (Вт/м·K)

Материал для 3D-печати

PLA [FDM]

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,00031

Теплопроводность (Вт/м·K)

0,13

Материал для 3D-печати

ABS [FDM]

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,00059

Теплопроводность (Вт/м·К)

0,25

Материал для 3D-печати

Нержавеющая сталь 316 [SLM]

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,0389

Теплопроводность (Вт/м·К)

16,3

Материал для 3D-печати

Нейлон PA12 [SLS]

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,00072

Теплопроводность (Вт/м·K)

0,3

Насколько важна теплопроводность при лазерной резке?

Теплопроводность при лазерной резке важна по ряду причин. Во-первых, материалам с высокой теплопроводностью требуется больше энергии, чтобы лазер мог их прорезать. По этой причине такие материалы, как алюминий или медь, труднее резать. Во-вторых, материалы с низкой теплопроводностью будут локализовать тепло вблизи кромки реза. Неравномерный нагрев может привести к остаточным напряжениям, которые могут вызвать коробление или растрескивание материала после остывания.

Насколько важна теплопроводность при литье пластмасс под давлением?

Теплопроводность важна при литье пластмасс под давлением для производства качественных литьевых деталей. Важно, чтобы форма поддерживалась при оптимальной температуре во время формования и быстро охлаждалась после формования, чтобы сократить время цикла. Формы с высокой теплопроводностью обеспечивают быстрый нагрев и быстрое охлаждение для обеспечения оптимального качества и минимального времени цикла.

Какова формула теплопроводности?

Теплопроводность можно рассчитать, используя упрощенную форму закона Фурье для теплопередачи. Важно отметить несколько допущений, используемых при использовании этого уравнения:

  1. Установившееся состояние: Теплопередачу можно классифицировать как «установившееся состояние», если температура на горячей стороне не изменяется.
  2. Одномерная теплопередача: Тепло передается только в одном направлении.
  3. Постоянная теплопроводность: Значение теплопроводности материала будет меняться в зависимости от температуры. Как правило, теплопроводность увеличивается с повышением температуры.

Уравнение теплопередачи показано ниже в уравнении 1: 

Слайд 1 из 1

Уравнение теплопередачи.

Уравнение 1: Одномерная стационарная теплопередача

Где:

k: Теплопроводность

Q: Тепловой поток

A: Площадь поперечного сечения

ΔT: Разность температур (T1-T2) между горячей стороной (T1) и холодной стороной (T2) материала

d: Относится к к длине куска материала

Уравнение можно изменить таким образом, чтобы значение теплопроводности находилось в левой части уравнения согласно уравнению 2:

Слайд 1 из 1

Уравнение теплопроводности.

Уравнение 2: Математическая формула для теплопроводности

Следует отметить, что это неэффективный метод определения теплопроводности материала. Теплопроводность обычно определяется экспериментально в контролируемых условиях в соответствии с международно признанным стандартным методом. Большинство спецификаций материалов указывают теплопроводность при определенной температуре или в диапазоне температур.

Что такое символ теплопроводности?

Теплопроводность чаще всего обозначается буквой к . Однако его также можно представить греческими буквами каппа (κ) и лямбда (λ).

Что такое единица измерения теплопроводности?

Единицей теплопроводности в СИ (Международная система единиц) является Вт/м·К, где:

Вт: Ватт

м: Метр

К: Кельвин s

В имперских единицах, теплопроводность выражается в БТЕ / (час·фут·°F), где:

БТЕ: Британские тепловые единицы

час: час

фут: фут

°F: градус Фаренгейт

Как рассчитать теплопроводность материала?

Расчет теплопроводности материала не является общепринятой практикой. Вместо этого теплопроводность в основном определяется в ходе экспериментального процесса, который определяет значение в контролируемых условиях в диапазоне различных температур. Как только коэффициент теплопроводности известен, его можно использовать для расчета теплового потока, как показано в формуле уравнения 1.

Какие примеры расчета теплопроводности?

Теплопроводность не рассчитывается, а определяется экспериментальным путем. Однако, чтобы проиллюстрировать влияние теплопроводности материала на величину теплового потока, ниже представлены три примера с использованием экспериментально определенных коэффициентов теплопроводности обычных материалов. Предполагается, что пластина имеет толщину 1 м, длину и ширину 1 м, а Т1 равна 250 °С, а Т2 равна 25 °С.

Слайд 1 из 1

Примеры расчета теплопроводности для обычных материалов.

Какие факторы влияют на теплопроводность материалов?

Ниже перечислены некоторые факторы, которые могут повлиять на теплопроводность материала:

1.

Температура

У проводящих материалов, таких как металл, теплопроводность обычно снижается с повышением температуры. По мере того как металл нагревается, атомы и фононы начинают вибрировать более энергично. Это уменьшит длину свободного пробега свободных электронов за счет механизма, называемого рассеянием электронов на фононах. Для неметаллов взаимосвязь между температурой и теплопроводностью более сложная, и повышение температуры может как увеличивать, так и уменьшать теплопроводность.

2. Плотность

Более высокая плотность материала обычно может быть связана с более высокой плотностью упаковки атомов в кристаллической решетке или молекулярной структуре материала. Эта более высокая плотность упаковки повысит теплопроводность за счет повышения эффективности теплопередачи через фононы или свободные электроны.

3. Давление

Когда материал подвергается воздействию достаточно высокого давления, существует вероятность увеличения его плотности. Это может привести к увеличению теплопроводности из-за более плотной упаковки атомов или молекул. Другим потенциальным эффектом давления является изменение фазы материала, то есть из твердого состояния в жидкое. Этот фазовый переход может повлиять на теплопроводность материала.

4. Состав

Типы атомов, молекул или ионов в материале могут влиять на его теплопроводность. Например, металлы, как правило, обладают высокой теплопроводностью, потому что их электроны могут свободно двигаться и легко передавать тепло. Однако неметаллические материалы, такие как полимеры или керамика, как правило, имеют более низкую теплопроводность из-за их более жесткой и менее подвижной молекулярной структуры.

5. Структура

Решетчатая структура материала может влиять на его теплопроводность, поскольку одни структуры лучше передают тепло, чем другие. Например, материалы с более крупными кристаллами могут более эффективно передавать тепло, так как в них меньше границ зерен, которые могут препятствовать потоку свободных электронов. В дополнение к этому, форма кристаллической структуры может иметь влияние, например, ГЦК (гранецентрированные кубические) структуры, подобные тем, которые обнаружены в меди, имеют лучшую теплопроводность, чем ОЦК (объемноцентрированные кубические) структуры, подобные тем, которые встречаются в железе. .

6. Пористость

Пористость относится к наличию пустот или газовых карманов в структуре материала. Эти пустоты могут быть естественным явлением, преднамеренно добавленными или из-за плохих методов обработки. Теплопроводность через эти газовые карманы значительно снижается по сравнению с основным материалом. Это снижает общую теплопроводность материала.

7. Примеси

Примеси внутри материала могут влиять на теплопроводность посредством механизма, называемого рассеянием электронов на примесях. Примеси могут создавать локальные аномалии электрического потенциала внутри кристаллической решетки. Это может препятствовать или отклонять движение свободных электронов, тем самым снижая теплопроводность материала.

Каковы преимущества теплопроводности?

Как материалы с очень высокой теплопроводностью, так и материалы с очень низкой теплопроводностью могут обеспечить преимущества в применении, в зависимости от того, является ли более важной характеристикой теплопередача или сохранение тепла. Преимущества использования превосходных проводников и изоляторов перечислены ниже:

  1. Проводники: Материалы с высокой теплопроводностью могут эффективно передавать тепло от источника тепла к радиатору, сохраняя оборудование прохладным. В качестве альтернативы проводники могут передавать тепло от источника тепла к более холодной жидкости, чтобы нагреть ее, а также обеспечить равномерную передачу тепла для предотвращения деформации.
  2. Изоляторы: Материалы с низкой теплопроводностью могут препятствовать передаче тепла от источника тепла. Это может повысить эффективность печи, например, поскольку она удерживает тепло внутри там, где оно необходимо. Другим примером может быть предотвращение попадания тепла в чувствительную к температуре среду, например внутрь космического корабля, во время входа в атмосферу.

Каковы ограничения теплопроводности?

Ниже перечислены некоторые ограничения измерений теплопроводности:

  1. Неточно: Теплопроводность материалов изменяется в зависимости от температуры. По этой причине расчеты, основанные на теплопроводности, измеренной в определенном наборе условий, могут быть неточными при использовании для оценки теплопередачи в других условиях.
  2. В основном на основе теплопроводности: Теплопроводность обычно охватывает только теплопередачу посредством теплопроводности и не касается конвекции или радиационного теплопереноса.

Каковы примеры теплопроводности различных материалов?

В таблице 2 ниже перечислены теплопроводности ряда распространенных материалов:

Таблица 2: Теплопроводность некоторых распространенных материалов

Материал Теплопроводность (Кал/см·с·oC) Теплопроводность (Вт/м·K)

Материал

Мягкая сталь

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,102

Теплопроводность (Вт/м·К)

43

Материал

Тип Нержавеющая сталь 316

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,039

Теплопроводность (Вт/м·K)

16,3

Материал

Медь

Теплопроводность (Кал/см·с·°C)

0,958

Теплопроводность (Вт/м·K)

401

Материал

Серебро

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

1,025

Теплопроводность (Вт/м·K)

429

Материал

Керамическое волокно

Теплопроводность (Кал/см·с·oC)

0,00008

Теплопроводность (Вт/м·К)

0,035

Что означает высокая теплопроводность?

Высокая теплопроводность означает способность материала быстро и эффективно отводить тепло. Материалы с высокой теплопроводностью могут быстро передавать тепло из одного места в другое. Они используются в приложениях, где важна быстрая теплопередача, например, в теплообменниках.

При теплопроводности основным механизмом передачи тепла является движение свободных электронов. Однако в некоторых случаях фононный теплообмен является основным механизмом, например в алмазах.

Какой материал имеет самую высокую теплопроводность?

Алмаз обладает самой высокой теплопроводностью среди всех встречающихся в природе материалов. Это связано с его высокоупорядоченной кристаллической структурой, а также с сильными ковалентными связями между структурой кристаллической решетки. Алмаз имеет теплопроводность от 2000 до 2500 Вт/м·К. Однако графен, представляющий собой искусственную структуру, состоящую из плоского расположения атомов углерода, может иметь скорость теплопередачи в плоскости от 3000 до 5000 Вт/м·К.

Что означает низкая теплопроводность?

Низкая теплопроводность означает неспособность материала эффективно проводить тепло. Материалы с низкой теплопроводностью являются хорошими изоляторами. Они, как правило, препятствуют передаче тепла и имеют меньше свободных электронов. По этой причине первичный механизм передачи тепла осуществляется через решетку или молекулярные колебания, которые обычно менее эффективны, чем передача тепла свободными электронами.

Какой материал имеет самую низкую теплопроводность?

Аэрогель имеет самую низкую зарегистрированную теплопроводность среди всех физических материалов. Аэрогель представляет собой гель с микропорами, заполненными газом, обычно воздухом. Эти микропоры создают искусственную пористость, препятствующую теплопередаче. Аэрогель на основе легированного азотом графена может иметь теплопроводность всего 0,023 Вт/м·К. Это примерно такая же теплопроводность, как у воздуха (0,025 Вт/м·К), и воздух считается очень плохим проводником тепла в условиях окружающей среды.

Что лучше, высокая или низкая теплопроводность?

Какая теплопроводность лучше, высокая или низкая, полностью зависит от области применения. В устройствах теплопередачи, таких как теплообменники, идеальна высокая теплопроводность, поскольку она улучшает скорость передачи тепла теплоносителю. В тех случаях, когда необходимо предотвратить передачу тепла на окружающие компоненты, например, в печи, предпочтительна более низкая теплопроводность.

Резюме

В этой статье представлена ​​теплопроводность, объясняется, что это такое, и обсуждаются различные расчеты. Чтобы узнать больше о теплопроводности, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей и других дополнительных услуг для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное предложение без каких-либо обязательств.

Заявление об отказе от ответственности

Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации.

Коэффициент теплопроводности это: Коэффициент теплопроводности утеплителей (теплоизоляционных материалов) и стройматериалов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *