Теплопроводность материалов

Теплопроводностью называется способность мате­риала передавать через, свою толщу тепловой поток. Количество тепла (Q), проходящее через конструкцию, например стену, прямо пропорционально ее площади (F), разности температур на ее поверхностях (t1 - t2) и времени (z), в течение которого проходит тепловой поток, но обратно пропорционально толщине стены (а):

где   - коэффициент, определяющий теплопроводность    мате­риалов:

Если принять: а=1 м, F = 1 м2, , z =1 ч, то получим, что


Таким образом, коэффициент теплопроводности показывает, какое количество тепла (в ккал) проходит через 1 м2 материала толщиной в 1 м при разности температур на двух его противо­положных поверхностях в 1° в течение часа. Коэффициент теп­лопроводности очень важен для материалов, используемых при устройстве ограждающих конструкции (наружных стен, верх­них перекрытий, полов нижнего этажа и пр.), и в особенности для теплоизоляционных материалов, которые предохраняют по­мещение от потерь тепла (или его проникновения, например в холодильных камерах).

Теплопроводность зависит главным образом от пористости, влажности и структуры (строения) материала. В сухом порис­том веществе тепло проходит через его твердый остов и через поры, заполненные воздухом. Так как коэффициент тепло­проводности воздуха очень низок (0,02), он оказывает большое сопротивление тепловому потоку. Поэтому, чем больше порис­тость материала, тем меньше его теплопроводность, и наоборот.

Теплопроводность резко повышается при увлажнении мате­риала, так как часть воздуха из пор вытесняется водой, коэффи­циент теплопроводности которой в 25 раз больше, чем у воз­духа.

Как уже было сказано, существенное влияние на теплопро­водность оказывает строение материала. Если оно волокнистое, то теплопроводность зависит от направления теплового потока по отношению к волокнам. Например, у древесины, волокна ко­торой вытянуты вдоль оси ствола, коэффициент теплопровод­ности вдоль них равен 0,3, а поперек - 0,15    ккал/м • ч град.

Теплопроводность материалов зависит также от размера и характера пор. Мелкопористые материалы менее теплопро­водны, чем крупнопористые, даже если их общая пористость оди­накова.
Коэффициент теплопроводности определяют опытным путем на специальных приборах.