Топлопроводност се нарича процесът на предаване на топлинна енергия при непосредствен допир на елементарните частици на едно или няколко тела, имащи различни температури. Пренасянето на енергия чрез топлопроводност е разновидност на пренасянето на топлина изобщо. Топлината се пренася по три начина – чрез топлопроводност, конвекция и излъчване. При твърдите тела преобладава предаването на топлина чрез топлопроводност и е най-важната характеристика на топлоизолационните материали. Топлопроводността се характеризира с коефициент на пропорционалност, l т. нар. „коефициент на топлопроводност“, а размерността му в „SI“ е ват на метър келвин [W/(m.K)]. Определя-се по няколко начина – чрез инерционен топломер, по мeтода на топлия цилиндричен чадър, по метода на д-р Блок и др. За различните материали коефициентът на топлопроводност има различни стойности, а за един и същ материал зависи от много фактори – структура, обемна маса, плътност, порьозност, влажност и др. Влажността на материалите оказва голямо влияние особено върху материали с порьозна структура и отворени пори които могат лесно да се кърти чисти извозват поради слабост на материала. Това се дължи на факта, че водата има топлопроводност около 25 пъти по-голяма от тази на въздуха. С увеличаване на влажността расте и топлопроводността, което увеличение до определени граници е правопропорционално на обемната влажност.
Изчисляването може да се определи по формулата: lW = lK+WO.d където lW – топлопроводност на влажния материал; lK – топлопроводност на сухия материал; d – нарастване на топлопроводността за 1% обемна влажност, която за неорганичните материали при положителни температури е 0,002 W/(m.К), а при отрицателни температури – 0,004 W/(m.К). За неорганичните материали стойностите са съответно 0,003 и 0,004 W/(m.K)- обемна влажност, [%]. Повишаването на температурата също води до промени в коефициента на топлопроводност на материалите, като увеличението за различните материали е различно, а формулата за определяне има вида: lt=lo(1-b.t) където lt – коефициент на топлопроводност при температура t [oC] lo – коефициент на топлопроводност при 0[°С]; b – поправъчен коефициент, който за различните материали има различни стойности и се приемат таблично. Нарастването на темпратурата води до нарастване на топлопроводността на въздуха в порите на материалите, както и до увеличаване на кинетичната енергия на молекулите на материалите. При металите и някои други материали се наблюдава точно обратното – при повишаване на температурите топлопроводността намалява.Tоплоемкост-така се нарича свойството на материалите да поглъщат топлина при повишаване на темпратурата, т. е. да акумулират топлина при нагряване. Показател за топлоемкостта е специфичният топлинен капацитет „С“. Той изразява количеството топлина, необходимо за повишаване температурата на 1kg маса от дадено вещество с 1К и се определя по формулата C = Q/mDT където Q – количеството топлина, изразходвано за нагряването на материала [J]; m – маса на материала, [kg], DТ -температурна разлика на материала преди и след нагряването, [°С]. Размерността на „С“ е [J/(kg.К)]. За водата той е 4,2.103J/(kg.К)], а строителните материали в сухо състояние имат по-ниски значения, например изкуствените и естествените каменни материали – от 0.75. 103 до 0,94. 103; дървените строителни материали от 0,42. 103 до 2,75.103; стоманата 0,5.103 и др. Използването на материали с висока топлоемкост в строителството (подове, стени, прегради и др.) може да доведе до икономии на топлина и запазване за по-продължителен период на сравнително постоянна температура в помещенията. Температуропроводност-тази величина характеризира веществата по отношение на скоростта на изравняване на температурата при топлопроводност и се означава с „a“. Определя се по формулата: a = l/Ср,r където a – коефициент на темпратуропроводност, [m2/s];С – специфичен топлинен капацитет на материала при постоянно налягане, [J/(kg.К)]; r – плътност на материала, [kg/m3]. Физическият смисъл на температуропроводността е следният: тя характеризира скоростта на разпространяване (изравняване) на температурата в различни точки на средата (материала). Колкото по-големи стойности има „a“, толкова по-бързо всички части от материала ще достигнат еднаква температура при нагряване и охлаждане и няма да са изкъртими от студени температури. За различните материали „a“ има различни стойности и се изменя в широки граници. Горимост- Горимост се нарича свойството на веществата (материалите) да горят във въздушна среда с нормален атмосферен състав. От своя страна процесът на горене представлява химична реакция, съпровождана от отделянето на топлина, светлина и/или дим. Горимостта е класификационна характеристика на материалите, които се класифицират на: Горим материал – материал, който под въздействието на огън или висока температура във въздушна среда се запалва, гори или тлее, или се овъглява, като горенето, тлеенето или овъгляването Продължава и след отстраняване на източника на запалване.
Трудногорим материал – материал, който под въздействието на огън или висока температура във въздушна среда се запалва, гори или тлее или овъглява, докато се отстрани източникът на запалване. Такива са асфалтобетонът, фибролитът, хидрозолът, дървесината, защитена с антипирени и др. Негорим материал – материал, който под въздействието на огън или висока температура във въздушна среда не се запалва, не гори или тлее или овъглява. Към негоримите материали спадат стоманата, гранитът, базалтът, керамичните материали, стъклото и др. При това обаче някои от тях почти не се деформират освен ако не се приложи къртене (керамичните), други силно се деформират (стомана), а някои се разрушават (гранит, гипс, варовик, стъкло и др.) особено при едновременно или последващо охлаждане с вода, която се използва при пожарогасене. Огнеупорност-под това свойство се разбира способността на строителните материали, изделия и конструкции да запазват своите експлоатационни качества за нормирано продължително топлинно въздействие при температура над 158°С . Към огнеупорните материали се отнася шамот, динас, магнезиеви огнеупори и др., повечето от които се използват за вътрешна футеровка (облицовка) на пещи, комини и др. Топлинна деформация – нарича свойството на материалите да се деформират при промяна на температурата. Това свойство за различните материали има различни стойности. Различават се два вида материали в зависимост от деформацията: изотропни, които се деформират еднакво в трите посоки, и анизотропни които променят размерите си нееднакво в различни посоки.Освен това се различават обемна и линейна деформация. Коефициентът на линейна температурна деформация at е равен на нарастването или намаляването на единица дължина от материала при температурна промяна 1°С. Определя се по следната формула: at = Dl / l0Dt където at - коефициент на линейна температурна деформация,[oC], Dl - изменение на дължината на тялото, [m]; lo – първоначална дължина на тялото, [m]; Dt – температурна разлика, [°С] Коефициентът на обемна температурна деформация b е равен на нарастването или намаляването на единица обем от материала при промяна на температурата с 1°С и се определя по формулата:bt = DV / Vo.Dt , където b – коефициент на обемна температурна деформация,[°С]; DV – промяна на обема, [m3]; V – първоначален обем, [m3]; Dt – температурна разлика, [°С]. Деформациите могат да бъдат обратими, необратими и остатъчни. Това също трябва да се има предвид при проектирането на сгради, съоръжения и др., особено на тези техни елементи, които са подложени на температурни въздействия
No related posts.
Сродни публикации с помоща на Yet Another Related Posts Plugin.
