Коефіцієнт теплопровідності.

Ззакону Фур’єслідує, що коефіцієнт теплопровідності рівний:

;

Величина - є одною з фізичних характеристик речовини. Чисельно коефіцієнт теплопровідності дорівнює кількості теплоти, що передається в одиницю часу ізотермічній поверхні при умові, що градієнт температури рівний одиниці ( одному градусу на одиницю довжини нормалі до ізотермічної поверхні ).

Коефіцієнт теплопровідності твердих тіл є функцією температури, а для рідин і газів залежить також від тиску.

Для анізотропних тіл суттєво залежить від напрямку передачі тепла (приклад: деревина – вздовж та проти волокон).

Залежність коефіцієнта теплопровідності від температури виражають лінійною функцією:

де - коефіцієнт теплопровідності при температурі 0 ⁰С; - коефіцієнт, що визначається дослідним шляхом; t- температура тіла.

Для твердих тіл дана формула справедлива на невеликих ділянках температур. Для газів з підвищенням температури збільшується, для рідин – зменшується. З збільшенням тиску для газів, наприклад: водяної пари росте.

Застосування закону Фур’є для твердих пористих тіл є умовним. Коефіцієнт теплопровідності для таких тіл називають ефективним, він залежить від вологості тіла.

200 250 300 350 400 450 500 t ⁰C

Рис. 1. Залежність теплопровідності перегрітої водяної пари від температури та тиску.

Рис. 2. Залежність теплопровідності від температури: 1–вазелінове масло; 2–бензол; 3–ацетон; 4–касторове масло; 5–спирт етиловий; 6–спирт метиловий; 7–гліцерин.

0 50 100 150 200 250 300 t⁰ С

Рис. 3. Залежність коефіцієнта теплопровідності від температури для чистих металів.

Рис. 4. Залежність коефіцієнта теплопровідності від температури для будівельних і теплоізолюючих матеріалів:

1–повітря; 2-мінеральна вата; 3–шлаковата; 4–ньювель; 5–совеліт;

6–діаматова цегла; 7,8–красний і шлакобетонна цегла.

Орієнтовні значення l для різноманітних речовин

Теплотехнічні характеристики облицювальних матеріалів

№ п/п	Назва матеріалу	Густина ,кг/м3	Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м· К)	теплоємкість, Дж/(м· К)	Ступінь чорноти
	Бетон на гранітному щебені		=1,3-0,00035	=481+0,84	0,63
	Плити мармуровидні облицювальні, гіпсові		=0,59-0,000116	=634+0,84	0,50
	Цементно пісчана штукатурка		=0,96-0,00044	=598+0,63	0,87
	Цегла силікатний		=0,89-0,00035	=674+0,60	0,90
	Цегла глиняна , звичайна		=0,39+0,00023	=596+0,419	0,94
	Керамзитобетон		=0,36+0,000081	=707+0,48	0,60
	Листи ГВЛ		=0,135+0,00035	=849+0,59	0,86
	Листи ГКЛ		=0,135+0,00035	=849+0,59	0,86
	Плити асбестоперлітоцементні		=0,055+0,00035	=667+0,63	0,90
	Плити "Акмігран"		=0,056+0,00019	=1268+1,4	0,90
	Состав "Ньюспрей"		=0,056+0,00022	=748+0,063	0,90
	Покриття по сталі фосфатне вогнезахисне		=0,025+0,00022	=1086+0,63	0,89
	Склад "Девіспрей"		=0,02+0,000055	=748+0,063	0,89
	Плиты минераловатные "Paroc FPS-17"		=0,02+0,00015	=670+0,065	0,92
	Плити минераловатні "Conlit" фирмы "Rockwool"		=0,025+0,00015	=680+0,065	0,92
	Плити базальтоволокнисті ПНТБ		=0,03+0,00015	=582+0,065	0,92

Висновок: на даному занятті курсантів та студентів було ознайомлено з поняттям теплопровідності, коефіцієнту теплопровідності речовин і матеріалів, Закону теплопровідності Фур’є, а також:

- рівнянням теплопровідності для плоскої, циліндричної одношарової стінок.

- способами теплообміну між теплофізичними системами.

- характеристиками теплового стану систем.

- поняттям теплоємності речовин і матеріалів. Дійсна та середня теплоємкість

.

Завдання на самопідготовку:

1. Башкирцев М.П. Основи пожарной теплофизики М.Стройиздат, с. 96-114.

2. Рябова І.Б., Сайчук І.В.,Шаршанов А.Я., термодинаміка і теплопередача в пожежній справі, Харків-2010, с. 58-79.

3. Конспект.