г.Харьков, Sun City  Premium 057 755 46 88, 057 755 54 80

    050 302 16 22, 093 014 32 72

Online Unit Converters • Термодинаміка - теплота • Конвертер термічного опору • Компактний калькулятор

  1. Загальні відомості
  2. одиниці
  3. термоізоляція приміщень
  4. матеріали
  5. Самостійний пристрій теплоізоляції в будинку
  6. В електроніці
  7. Матеріали для радіаторів
  8. установка радіаторів
  9. В ядерній енергетиці

Шерсть добре проводить тепло і люди надягають одяг з неї в мороз, для теплоізоляції. Гора Ай-Петрі, Крим, Росія

Загальні відомості

одиниці

термоізоляція приміщень

матеріали

Самостійний пристрій теплоізоляції в будинку

В електроніці

Матеріали для радіаторів

установка радіаторів

В ядерній енергетиці

Загальні відомості

Ізольована чашка з нержавіючої сталі з подвійними стінками допомагає зберегти кави гарячим, але не обпекти при цьому руки.

Термічне або тепловий опір - це властивість матерії протистояти змінам температури. Коли речовини з високим термічним опором використовують для ізоляції, вони гірше проводять тепло. У порівнянні з речовинами з низьким термічним опором, такі матеріали краще тримають температуру. Матеріали з високим термічним опором використовують, коли необхідно підтримувати постійну температуру всередині камери або приміщення, так як вони сповільнюють витік тепла в більш холодну навколишнє середовище, або, навпаки, надходження тепла в камеру з більш теплого середовища.

Радіатори виготовляють з матеріалів з низьким термічним опором, наприклад з алюмінію і міді.

Приклад використання матеріалів з високим тепловим опором - термоізоляція навколо камери холодильника, для того, щоб не пропускати тепло всередину. Такі матеріали використовують, також, в скафандрах, щоб не випускати назовні тепло тіла космонавтів.

Матеріали з низьким термічним опором, навпаки, добре проводять тепло, тому їх використовують, коли необхідно охолодити предмет. З їх допомогою тепло передається від охолоджуваного предмета в навколишнє середовище. Цей метод часто використовується в радіоелектроніці, для охолодження різних елементів електронного обладнання. Виділяється ними тепло нагріває навколишнє повітря.

Пересувний конвекційний нагрівач нагріває повітря, а його стінки залишаються теплими а не гарячими, тому кішки дуже люблять біля них грітися.

Щоб краще зрозуміти тепловий опір, розглянемо три можливі способи передачі тепла: конвекцію, кондуктивний теплообмін або теплопровідність, і теплове випромінювання. Конвекція - рух великої групи молекул з теплого середовища в холодну. Тут нагрівання середовища відбувається в основному не тому, що молекули повідомляють свою енергію сусіднім молекулам, а тому, що вони переміщаються, і з ними пересувається і саме середовище. Зазвичай це рух відбувається знизу вгору, тобто гарячі молекули рухаються вгору, витісняючи холодні молекули вниз. Наприклад, тепла вода рухається від нагрівача в акваріумі (поміщеного бажано на дні акваріума) у напрямку до холодної води і до рибок. Тобто тут вода в акваріумі перемішується. Переносні обігрівачі працюють за тим же принципом. Тепле повітря навколо них йде в кімнату, а на його місце приходить холодний.

Ця світлодіодна лампа не може працювати без алюмінієвого радіатора, який передає тепло, що виділяється лампою, в навколишнє середовище методом кондуктивного теплообміну і конвекції.

Кондуктивний теплообмін або теплопровідність, навпаки, відбувається на молекулярному рівні. Він викликаний безладним коливанням нагрітих молекул речовини: під час руху вони стикаються з іншими молекулами і передають їм свою енергію. Зазвичай кондуктивний обмін відбувається всередині середовища, або між двома тілами, що знаходяться поблизу один від одного. Швидше за такий теплообмін відбудеться в твердих тілах, так як молекули в них розташовані досить близько одне від одного. Хороший приклад такого теплообміну - нагрівання стін будинку зовні всередину, в теплу погоду, і навпаки втрата тепла - в холодну. Якщо будинок погано ізольований, то взимку тепло поступово пересувається по стінах з кімнати на вулицю, і кімната охолоджується, що змушує витрачати більше енергії на роботу обігрівача.

Теплове випромінювання цих обігрівачів допомагає відвідувачам ресторану в Майамі зігрітися в холодні грудневі вечора.

Теплове випромінювання передає тепло на набагато більші відстані, ніж конвекція. Для такого теплообміну не потрібна среда, так як тепло передається в формі електромагнітного випромінювання. Сонячне випромінювання, що нагріває Землю - приклад теплового випромінювання, також як і інфрачервоне світло, що випромінюється гарячими предметами і який можна побачити за допомогою приладу нічного бачення або виміряти інфрачервоним термометром.

одиниці

Термічний опір вимірюють як збільшення температури на одиницю потужності. Зазвичай його вимірюють в градусах Цельсія на ват, або ° C / Вт. Збільшення температури, яке відбувається при збільшенні потужності, легко виміряти. Знаючи різницю температури і потужності, обчислюють термічний опір.

термоізоляція приміщень

Для термоізоляції приміщень будівельники використовують матеріали з високим тепловим опором. Взимку ізольовані будівлі не випускають тепло на вулицю, а влітку не пропускають спеку в кімнати. Регулювати температуру в приміщенні необхідно не тільки для комфорту людей і тварин, а й для виживання, особливо в екстремальних умовах. Всі використовувані для термоізоляції матеріали характеризується термічним опором. Коли в будівлях використовують відразу декілька таких матеріалів, їх загальна тепловий опір обчислюють як суму окремого теплового опору кожного з них.

матеріали

Термічний опір несучих елементів будівельних конструкцій, наприклад цегли і бетону, зазвичай низька, тому в більшості випадків в будинках використовують додаткову ізоляцію з матеріалів з високим термічним опором. Такі матеріали називаються теплоизоляторами. Приклади таких матеріалів - скловата, яка не дуже ефективна, і більш ефективні спінені полімери та ізоляція з целюлози. У багатьох з них термоізоляція досягається за рахунок знаходиться всередині повітря, що має високий термічний опір. Зазвичай такі матеріали роблять пористими, а іноді з них роблять дві герметичні панелі, між якими знаходиться повітря або вакуум.

Ізоляція на даху допомагає зупинити втрату тепла взимку, і не дозволяє теплу проникнути в будинок влітку. Будинок в Оквілле, Онтаріо, Канада

Експлуатація використовуваних для термоізоляції матеріалів здійснюється відповідно до інструкцій виробника. Це особливо стосується містять повітря пористих теплоізоляційних матеріалів. Коли вони мнуться, складаються, гнуться або ламаються, повітря з них виходить і їх ефективність погіршується. Термічний опір зменшують також волога, комахи, цвіль, і пошкодження. У разі подібних проблем ізоляцію необхідно просушити, очистити від цвілі і комах, а в деяких випадках - і замінити.

Часто матеріали, використовувані для термоізоляції, мають додаткові властивості. Деякі з них добре відштовхують вологу (пробка), і забезпечують звукоізоляцію (пенька). Деякі - не представляють інтересу для комах або завдяки природним властивостям (пробка, паперова целюлоза), або тому, що оброблені спеціальним складом (ізоляція з бавовни). Іноді термоізоляцію роблять з повністю або частково перероблених матеріалів. Термоізоляція з бавовни, паперової целюлози і мінеральної вати робиться саме так. На додаток до цих властивостей, існують матеріали, які вбирають вологу у вологому кліматі, і виділяють її, якщо в приміщенні занадто сухо (пенька).

Існує ряд теплоізоляційних матеріалів, призначених для використання в порожнинах стін. Спінені матеріали туди впорскують, а кульки або стружку (полістиролові або перлітові кульки, тирса, і інші сипучі матеріали) - засипають. Частина ізоляційних матеріалів легко переробити. Їх витягують з підготовлених до зносу будівель і формують з них нові ізоляційні панелі, або встановлюють як є, без переробки. Так можна використовувати, наприклад, полістирол. У деяких випадках ізоляційні матеріали небезпечні при неправильному використанні. Так, наприклад, якщо полістирол загориться, його дим небезпечний для здоров'я.

Самостійний пристрій теплоізоляції в будинку

Деякі люди вважають за краще самостійно теплоізолювати свій будинок. Матеріали з високим термічним опором можна придбати в спеціалізованих або інтернет-магазинах. У деяких країнах уряд надає пільги людям, які використовують екологічно нешкідливі матеріали, тому перед покупкою варто дізнатися про це докладніше. Встановлюючи ізоляцію вручну, необхідно дотримуватися правил безпеки, особливо при поводженні з небезпечними матеріалами. Наприклад, робота зі скловатою повинна проводитися тільки в респіраторі і в рукавичках.

В електроніці

Ця системна плата з мідними і алюмінієвими радіаторами встановлена ​​на одному з серверів www.translatorscafe.com.

У радіоелектроніці часто використовують речовини з низьким тепловим опором для охолодження різних електронних компонентів або пристроїв, які працюють в температурних умовах, близьких до максимально допустимим. Якщо температура перевищує норму, то компоненти швидше зношуються, або виходять з ладу. Для охолодження часто використовують пасивний теплообмінний апарат, тобто, радіатор. Його корпус, виконаний з матеріалів з низьким термічним опором, дозволяє відводити тепло від електронних компонентів в навколишнє середовище. Прикріпити радіатор до пристрою без зазорів не завжди можливо, тому речовини, якими заповнюють зазори (термоінтерфейс), обов'язково повинні мати низький термічний опір.

Радіатори з прямими (зліва) і нахиленими (праворуч) панелями

Пристрої і електронні компоненти, які потребують охолодженні, зазвичай мають малу площу. У радіаторі, навпаки, можливо максимально збільшити площу поверхні, щоб якомога більша його частина стикалася з повітрям або рідиною, в які радіатор віддає тепло. Зазвичай їх роблять у формі панелей або стрижнів, розташованих вертикально. Іноді панелі направляють в сторони; такі радіатори нагадують відкриту книгу (на ілюстрації). Між панелями або стрижнями має бути достатньо місця, щоб через них вільно проходив повітря.

Матеріали для радіаторів

Передача тепла через радіатор відбувається методом конвекції, теплопровідності і випромінювання. Велика частина радіаторів зроблена з металу, особливо з міді і з алюмінієвих сплавів. Іноді використовують штучні алмази, теплопровідність яких в п'ять разів вище, ніж у міді.

установка радіаторів

Радіатори прикріплюють до електронних компонентів за допомогою двосторонньої липкої стрічки, епоксидної смоли, і різних притисків і кріпильних планок. Всі види кріплення зроблені з матеріалів з низьким термічним опором. Епоксидна смола добре і надійно закріплює радіатор і краще передає тепло, ніж липка стрічка, але вона дорожча і з нею важче працювати. Кріпильні планки і притиски забезпечують теплопередачу краще, ніж епоксидної смоли, але такі конструкції - найдорожчі з усіх кріпильних конструкцій на даний момент.

Охолоджувальні басейни використовують на багатьох атомних електростанціях, щоб зменшити втрату енергії через випаровування, яка зазвичай відбувається в охолоджувальних градирнях. На карті з сайту Wikimapia.org - охолоджувальний басейн Нововоронезької атомної електростанції в центральній частині Росії.

В ядерній енергетиці

Охолодження дуже важливо в ядерній енергетиці, так як реактори виробляють тепло і після відключення. Для відводу тепла на атомних електростанціях іноді використовують охолоджувальні басейни, які також необхідні на випадок аварій. Вода в таких басейнах зазвичай тепла. Показаний на мапі охолоджувальний басейн Нововоронезької атомної електростанції в Росії - теплий навіть у найлютіші морози, і його облюбували рибалки. Вода в ньому чиста, незважаючи на те, що використовується для охолодження реактора. У 2011 в цьому басейні пройшов кубок Росії з рибної ловлі. Воду на атомних електростанціях використовують і для повсякденного охолодження. Для цього її подають в спеціальні басейни або градирні. Крім води використовують повітря, але воду використовують частіше, так як у неї більш низьке термічне опір і з нею зручніше працювати.

література

Автор статті: Kateryna Yuri

Ви маєте труднощі в перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові вам допомогти. Опублікуйте питання в TCTerms і протягом декількох хвилин ви отримаєте відповідь.

 Вернуться на главную