Що таке коефіцієнт теплопровідності й для чого він потрібен? Що означає «при 10 °С» або «при 100 °С»? Як правильно порівняти теплопровідність матеріалів.
Що таке коефіцієнт теплопровідності
Коефіцієнт теплопровідності — кількість теплоти, що передається за одиницю часу через одиницю площі ізотермічної поверхні при температурному градієнті, який дорівнює одиниці.
Тут використано такі поняття:
Коефіцієнт — відносна величина, що визначає властивість якогось процесу чи пристрою.
Теплопровідність — властивість передавати теплоту від нагрітих ділянок до холодніших.
Ізотермічна поверхня — поверхня, температура якої однакова в усіх точках.
Температурний градієнт — перепад температур.
По суті, це розрахунковий коефіцієнт, який показує, скільки тепла проводить матеріал. Коефіцієнт теплопровідності позначають символом λ (лямбда).
Для чого потрібен коефіцієнт теплопровідності
Коли ви бачите, що коефіцієнт теплопровідності одного матеріалу при 10 °С дорівнює 0,034 Вт/мК, а іншого 0,036 Вт/мК, за тих самих умов. Що це означає?
Завдяки коефіцієнту теплопровідності ви можете порівняти, який матеріал передає більше теплоти, а який менше. Що менша теплопровідність матеріалу, то кращі теплоізоляційні властивості він має.
А якщо піти далі, то коефіцієнт теплопровідності дасть розуміння, як змінюється кількість тепла, що передається через один і той самий матеріал, залежно від температури на поверхні ізольованого об’єкта. Кількість тепла, яку матеріал передає за проміжок часу, називається тепловим потоком.
Визначення теплового потоку наведено в посібнику «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».
ВИЗНАЧЕННЯ
Тепловий потік — кількість теплоти, що проходить через зразок за одиницю часу.
Що означає λ10, λ20, λ100 і так далі 2
Докладно розібратися в питанні допоможуть нормативні документи. Візьмімо, наприклад, ГОСТ 32025-2012 (EN ISO 8497:1996) «Тепловая изоляция. Метод определения характеристик теплопереноса в цилиндрах заводского изготовления при стационарном тепловом режиме». Згідно з цим методом:
λ10 — це коефіцієнт теплопровідності, отриманий у результаті випробувань при середньоарифметичному значенні температури теплоізоляції 10 °С. Середньоарифметичне значення температури теплоізоляції — сума температур на ізольованій поверхні й зовнішній поверхні теплоізоляції, поділена навпіл.
λ100 означає, що випробування проведено при середньоарифметичному значенні температури теплоізоляції 100 °С.
Як правильно порівнювати коефіцієнт теплопровідності різних матеріалів
Існують різні методи визначення коефіцієнта теплопровідності. Порівнюючи матеріали, слід завжди звертати увагу на зіставність і застосовність таких методів. Тобто порівнювати слід коефіцієнти теплопровідності, взяті при одній і тій самій температурі й визначені за одним і тим самим стандартом.
Наприклад, за ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме» зазвичай визначають коефіцієнт теплопровідності при 25 °С. Водночас більшість європейських стандартів, наприклад EN 12667:2001, визначають коефіцієнт теплопровідності при 10 °С.
Коефіцієнт теплопровідності одного й того самого матеріалу, виміряний при нижчій температурі, завжди матиме менше значення й виглядатиме нібито привабливішим.
