No Image

Теплопроводность воды и воздуха

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Сама по себе теплопроводность воздуха, как и любых других газов и их смесей, является не постоянной величиной, а находится в зависимости от различных макропараметров. В рамках этой статьи мы рассмотрим зависимость значений теплопроводности воздуха λ от температуры при нормальном, низком и высоком атмосферном давлении.

Обратите внимание: мы отдельно разбирали формулы теплопроводности воздушной прослойки, необходимые для расчета ограждающих конструкций. Тогда мы обсуждали влияние на передачу воздухом тепла не только теплопроводности, но и конвекционной и отражающей способности воздуха.

Сегодня же речь пойдет именно о зависимости теплопроводности воздуха от температуры при различном атмосферном давлении. Величина коэффициента теплопроводности воздуха необходима при расчетах теплообмена и входит в состав чисел подобия. Таких, например, как число Прандтля, Нуссельта, Био.

Значения теплопроводности воздуха при разных температурах и давлении сведены в несколько таблиц, которые мы сегодня для Вас и публикуем. Обратите внимание! Значения представлены при идеальных пропорциях составляющих воздух газов. То есть

  • кислород — 20,95% по объёму и 23,20% по весу;
  • азот — 78,09% и 75,47%, соответственно;
  • углекислый газ — 0,03% и 0,046%;
  • водород, аргон, криптон и другие газы — в ничтожных количествах

Таблица теплопроводности газообразного воздуха в интервале температуры -183 до 1200°С при нормальном атмосферном давлении

Теплопроводность λ в текущей таблице выражена в размерности Вт/(м·град). Чем больше значение λ, тем хуже теплоизоляционные свойства материала.

Поскольку это требуется чаще всего, отдельно обращаем внимание на значение теплопроводности воздуха при температуре 20°С и нормальном атмосферном давлении. При этих условиях теплопроводность воздуха равна 0,0259 Вт/(м·град).

t, °С λ, Вт/(м·град)
-183 0,0084
-173 0,0093
-163 0,0102
-153 0,0111
-143 0,012
-133 0,0129
-123 0,0138
-113 0,0147
-103 0,0155
-93 0,0164
-83 0,0172
-73 0,018
-50 0,0204
-40 0,0212
-30 0,022
-20 0,0228
-10 0,0236
0,0244
10 0,0251
20 0,0259
30 0,0267
40 0,0276
50 0,0283
60 0,029
70 0,0296
80 0,0305
90 0,0313
100 0,0321
110 0,0328
120 0,0334
130 0,0342
140 0,0349
150 0,0357
160 0,0364
170 0,0371
180 0,0378
190 0,0386
200 0,0393
250 0,0427
300 0,046
350 0,0491
400 0,0521
450 0,0548
500 0,0574
550 0,0598
600 0,0622
650 0,0647
700 0,0671
750 0,0695
800 0,0718
850 0,0741
900 0,0763
950 0,0785
1000 0,0807
1100 0,085
1200 0,0915

Некоторые выводы и замечания по таблице

При низких отрицательных температурах охлажденный воздух имеет малую теплопроводность. Так, при температуре минус 183°С, она составляет всего 0,0084 Вт/(м·град).

А с ростом температуры теплопроводность воздуха тоже увеличивается. Так, при увеличении температуры с 20 до 1200°С, величина теплопроводности воздуха возрастает с 0,0259 до 0,0915 Вт/(м·град), то есть более чем в 3,5 раза!

Читайте также:  Как починить слив перелив в ванной

Таблица значений теплопроводности воздуха от температуры в градусах Кельвина

Если в Вашей задачи температура выражена в градусах не по Цельсию, а по Кельвину, можете воспользоваться данными из этой таблицы. Обратите внимание на размерность значений — 10 –2 !

Данные даны также при P = 1 атм.

t, °C λ, 10 –2 Вт/(м∙К)
–173 0,922
–143 1,204
–113 1,404
–83 1,741
–53 1,983
–23 2,207
–3 2,348
0,1 2,370
7 2,417
17 2,485
27 2,553
37 2,621
67 2,836
97 3,026

Таблица теплопроводности воздуха в жидком и газообразном состояниях при низких температурах и давлении до 1000 бар

Теперь давайте посмотрим на значения теплопроводности воздуха при низких температурах и давлении до 1000 бар.

Теплопроводность выражена в Вт/(м·град), интервал температуры от 75 до 300К (от -198 до 27°С).

Черта под значениями в таблице означает переход жидкого воздуха в газ: цифры под чертой относятся к газу, а выше ее — к жидкости.

Смена агрегатного состояния воздуха существенно сказывается на значении коэффициента теплопроводности — теплопроводность жидкого воздуха значительно выше.

Теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!

Обратите внимание!

Величина теплопроводности воздуха в газообразном состоянии с ростом давления и температуры увеличивается, а вот в жидком состоянии — наоборот, снижается. То есть, в сжиженном состоянии воздух с ростом температуры имеет тенденцию к снижению коэффициента теплопроводности.

Таблица теплопроводности газообразного воздуха при температуре от 300 до 800К и различном давлении

В таблице приведены значения теплопроводности воздуха при различных температурах в зависимости от давления от 1 до 1000 бар.

Теплопроводность выражена в Вт/(м·град), интервал температуры от 300 до 800К (от 27 до 527°С).

Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!

По данным таблицы видно, что с ростом температуры и давления теплопроводность воздуха увеличивается.

Теплопроводность воздуха при высоких температурах и давлении от 0,001 до 100 бар

В таблице приведены значения теплопроводности воздуха при высоких температурах и давлении от 0,001 до 1000 бар.

Теплопроводность выражена в Вт/(м·град), интервал температуры от 1500 до 6000К (от 1227 до 5727°С).

Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!

С ростом температуры молекулы воздуха диссоциируют и максимальное значение его теплопроводности достигается при давлении (разряжении) 0,001 атм. и температуре 5000К.

Теплопроводность воды – свойство, которым мы все, того не подозревая, очень часто пользуемся в быту.

Кратко про это свойство мы уже писали в нашей статье ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ В ЖИДКОМ СОСТОЯНИИ →, в данном же материале дадим более развернутое определение.

Читайте также:  Как прошить карту триколор

Вначале рассмотрим значение термина теплопроводность в общем.

Теплопроводность — это …

Справочник технического переводчика

Теплопроводность — теплообмен, при котором перенос теплоты в неравномерно нагретой среде имеет атомно-молекулярный характер

[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Теплопроводность — способность материала пропускать тепловой поток

Справочник технического переводчика

Толковый словарь Ушакова

Теплопроводность, теплопроводности, мн. нет, жен. (физ.) — свойство тел распространять тепло от более нагретых частей к менее нагретым.

Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935-1940

Большой Энциклопедический словарь

Теплопроводность — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия составляющих его частиц. Приводит к выравниванию температуры тела. Обычно количество переносимой энергии, определяемое как плотность теплового потока, пропорционально градиенту температуры (закон Фурье). Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом теплопроводности.

Большой Энциклопедический словарь. 2000

Теплопроводность воды — несколько важных фактов

Для более объемного понимания общей картины отметим несколько фактов:

  • Теплопроводность воздуха приблизительно в 28 раз меньше теплопроводности воды;
  • У масла теплопроводность ориентировочно в 5 раз меньше чем у воды;
  • При повышении давления теплопроводность повышается;
  • В большинстве случаях, при повышении температуры, теплопроводность слабо концентрированных растворов солей, щелочей и кислот так же растет.

Значения теплопроводности воды в зависимости от температуры

В качестве примера, приведем динамику изменений значений теплопроводности воды в зависимости от температуры, при давлении 1 бар:

0°С – 0,569 Вт/(м•град);
10°С – 0,588 Вт/(м•град);
20°С – 0,603 Вт/(м•град);
30°С – 0,617 Вт/(м•град);
40°С – 0,630 Вт/(м•град);
50°С – 0,643 Вт/(м•град);
60°С – 0,653 Вт/(м•град);
70°С – 0,662 Вт/(м•град);
80°С – 0,669 Вт/(м•град);
90°С – 0,675 Вт/(м•град);

100°С – 0,0245 Вт/(м•град);
110°С – 0,0252 Вт/(м•град);
120°С – 0,026 Вт/(м•град);
130°С – 0,0269 Вт/(м•град);
140°С – 0,0277 Вт/(м•град);
150°С – 0,0286 Вт/(м•град);
160°С – 0,0295 Вт/(м•град);
170°С – 0,0304 Вт/(м•град);
180°С – 0,0313 Вт/(м•град).

Заключение

Теплопроводность, впрочем, как и все остальные, является весьма важным для всех нас свойством воды. Например мы очень часто, сами того не зная, пользуемся им в быту — используем воду для быстрого охлаждения нагретых предметов, а грелку для аккумулирования тепла и его хранения.

Теплопроводность воды

ДАТА СОЗДАНИЯ ПУБЛИКАЦИИ: Мар 9, 2016 21:17 Waterman

Теплопроводность – вода

Теплопроводность воды примерно в 5 раз выше теплопроводности масла. Она увеличивается с увеличением давления, но при давлениях, имеющих место в гидродинамических передачах, ее можно принять постоянной. [1]

Читайте также:  Пырей фото растения крупным планом

Теплопроводность воды приблизительно в 28 раз превышает теплопроводность воздуха. В соответствии с этим увеличивается скорость теплопотери при погружении тела в воду или соприкосновении с ней, а это в значительной мере определяет теплоощущение человека на воздухе и в воде. Так, например, при – ( – 33 воздух кажется нам теплым, а такая же температура воды – безразличной. Температура воздуха 23 кажется нам безразличной, а вода такой же температуры – прохладной. При – ( – 12 воздух кажется прохладным, а вода – холодной. [2]

Теплопроводность воды и водяного пара г несомненно, изучена лучше всех других веществ. [3]

Теплопроводность воды имеет положительный температурный ход, поэтому при малых концентрациях теплопроводность водных растворов многих солей, кислот и щелочей с повышением температуры растет. [5]

Теплопроводность воды значительно больше, чем у других жидкостей ( кроме металлов) и изменяется тоже аномально: до 150 С возрастая и лишь затем начиная уменьшаться. Электропроводность воды очень мала, но заметно возрастает при повышении и температуры, и давления. Критическая температура воды равна 374 С, критическое давление 218 атм. [6]

Теплопроводность воды значительно больше, чем у других жидкостей ( кроме металлов), и изменяется тоже аномально: до 150 С возрастает и лишь затем начинает уменьшаться. Электропроводность воды очень мала, но заметно возрастает при повышении и температуры, и давления. Критическая температура воды равна 374 С, критическое давление 218 атм. [8]

Теплопроводность воды имеет положительный температурный ход, поэтому при малых концентрациях теплопровод-кость водных растворов многих солей, кислот и щелочей с повышением температуры растет. [10]

Теплопроводность воды , водных растворов солей, спиртоводных растворов и некоторых других жидкостей ( например, гликолей) возрастает с повышением температуры. [11]

Теплопроводность воды очень незначительна по сравнению с теплопроводностью других веществ; так, теплопроводность пробки – 0 1; асбеста – 0 3 – 0 6; бетона – 2 – 3; дерева – 0 3 – 1 0; кирпича-1 5 – 2 0; льда – 5 5 кал / см сек град. [12]

Теплопроводность воды X при 24 равна 0 511, теплоемкость ее с 1 ккал кг С. [13]

Теплопроводность воды прн 25 равна 1 43 – 10 – 3 кал / см-сек. [14]

Поскольку теплопроводность воды ( Я 0 5 ккал / м – ч – град) примерно в 25 раз больше, чем у неподвижного воздуха, вытеснение воздуха водой повышает теплопроводность пористого материала. При быстром замораживании и образовании в порах строительных материалов уже не льда, а снега ( Я 0 3 – 0 4), как показали наши наблюдения, теплопроводность материала, наоборот, несколько уменьшается. Правильный учет влажности материалов имеет большое значение для теплотехнических расчетов сооружений как надземных, так и подземных, например водоканализационных. [15]

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector