Фото теплопроводность: Теплопроводность стен дома, расчет теплопроводности

Таблица Теплопроводности строительных материалов

Вид строительного материала	Коэффициент теплопроводности материалов, Вт/(м·°C)
	Строительный материал в сухом состоянии	Условия А для материала («обычные»)	Условия Б для материала («влажные»)
Теплопроводность Шерстяного войлока	0,045
Теплопроводность Цементно-песчаного раствора	0,58	0,76	0,93
Теплопроводность Известково-песчаного раствора	0,47	0,7	0,81
Теплопроводность обычной Гипсовой штукатурки	0,25
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 180 кг/куб.м.	0,038	0,045	0,048
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 140-175 куб.м.	0,037	0,043	0,046
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной.  При плотности 80-125 куб.м.	0,036	0,042	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 40-60 куб.м.	0,035	0,041	0,044
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 25-50 куб.м.	0,036	0,042	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 85 куб. м.	0,044	0,046	0,05
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 75 куб.м.	0,04	0,042	0,047
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 60 куб.м.	0,038	0,04	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 45 куб.м.	0,039	0,041	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной.  При плотности — 35 куб.м.	0,039	0,041	0,046
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 30 куб.м.	0,04	0,042	0,046
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 20 куб.м.	0,04	0,043	0,048
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 17 куб.м.	0,044	0,047	0,053
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 15 куб.м.	0,046	0,049	0,055
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 1000 куб.м.	0,29	0,38	0,43
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 800 куб.м.	0,21	0,33	0,37
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 600 куб. м.	0,14	0,22	0,26
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 400 куб.м.	0,11	0,14	0,15
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 1000 куб.м.	0,31	0,48	0,55
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 800 куб.м.	0,23	0,39	0,45
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 600 куб.м.	0,15	0,28	0,34
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 400 куб.м.	0,13	0,22	0,28
Теплопроводность Сосны и ели (волокна поперек).	0,09	0,14	0,18
Теплопроводность Сосны и ели (волокна вдоль).	0,18	0,29	0,35
Теплопроводность Дуба (волокна поперек).	0,10	0,18	0,23
Теплопроводность Дуба (волокна вдоль).	0,23	0,35	0,41
Теплопроводность Меди	382 — 390
Теплопроводность Алюминия	202 — 236
Теплопроводность Латуни	97 — 111
Теплопроводность Железа	92
Теплопроводность Олова	67
Теплопроводность Стали	47
Теплопроводность Стекла оконного	0,76
Теплопроводность Аргона	0,0177
Теплопроводность Ксенона	0,0057
Теплопроводность Арболита	0,07 — 0,17
Теплопроводность Пробкового дерева	0,035
Теплопроводность Железобетона. При плотности — 2500 куб.м.	1,69	1,92	2,04
Теплопроводность Бетона на щебне илигравии. При плотности — 2400 куб.м.	1,51	1,74	1,86
Теплопроводность Керамзитобетона. При плотности — 1800 куб.м.	0,66	0,80	0,92
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 1600 куб.м.	0,58	0,67	0,79
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 1400 куб.м.	0,47	0,56	0,65
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 1200 куб.м.	0,36	0,44	0,52
Теплопроводность Керамзитобетона.   При плотности — 1000 куб.м.	0,27	0,33	0,41
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 800 куб.м.	0,21	0,24	0,31
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 600 куб.м.	0,16	0,2	0,26
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 500 куб.м.	0,14	0,17	0,23
Теплопроводность Кирпича керамический полнотелого. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,56	0,7	0,81
Теплопроводность Кирпича силикатного. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,70	0,76	0,87
Теплопроводность Кирпича керамического пустотелого (плотность 1400 куб. м. с учетом пустот). При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,47	0,58	0,64
Теплопроводность Кирпича керамического пустотелого. При плотности- 1300 куб.м. с учетом пустот. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,41	0,52	0,58
Теплопроводность Кирпича керамического пустотелого. При плотности- 1000 куб.м. с учетом пустот. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,35	0,47	0,52
Теплопроводность Кирпича силикатного, 11 пустот (плотность 1500 куб.м.). При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,64	0,7	0,81
Теплопроводность Кирпича силикатного, 14 пустот. Плотность 1400 куб.м.. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,52	0,64	0,76
Теплопроводность Гранита	3,49	3,49	3,49
Теплопроводность Мрамора	2,91	2,91	2,91
Теплопроводность Известняка. При плотности — 2000 куб.м.	0,93	1,16	1,28
Теплопроводность Известняка. При плотности — 1800 куб.м.	0,7	0,93	1,05
Теплопроводность Известняка. При плотности — 1600 куб.м.	0,58	0,73	0,81
Теплопроводность Известняка. При плотности — 1400 куб.м.	0,49	0,56	0,58
Теплопроводность Туфа. При плотности — 2000 куб.м.	0,76	0,93	1,05
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1800 куб.м.	0,56	0,7	0,81
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1600 куб.м.	0,41	0,52	0,64
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1400 куб.м.	0,33	0,43	0,52
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1200 куб.м.	0,27	0,35	0,41
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1000 куб.м.	0,21	0,24	0,29
Теплопроводность Песок строительного (сухого, в соответствии с ГОСТ 8736-77). При плотности — 1600 куб.м.	0,35
Теплопроводность — Фанера клееная	0,12	0,15	0,18
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 1000 куб.м.	0,15	0,23	0,29
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 800 куб.м.	0,13	0,19	0,23
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 600 куб.м.	0,11	0,13	0,16
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 400 куб.м.	0,08	0,11	0,13
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 200 куб. м.	0,06	0,07	0,08
Теплопроводность Пакли	0,05	0,06	0,07
Теплопроводность Гипсокартона. Листы гипсовые обшивочные. При плотности — 1050 куб.м.	0,15	0,34	0,36
Теплопроводность Гипсокартона. Листы гипсовые обшивочные. При плотности — 800 куб.м.	0,15	0,19	0,21
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на теплоизолирующей основе.  При плотности — 1800 куб.м.	0,38	0,38	0,38
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на теплоизолирующей основе. При плотности — 1600 куб.м.	0,33	0,33	0,33
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на тканевой основе.  При плотности — 1800 куб.м.	0,35	0,35	0,35
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на тканевой основе. При плотности — 1600 куб.м.	0,29	0,29	0,29
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на тканевой основе. При плотности — 1400 куб.м.	0,2	0,23	0,23
Теплопроводность, Эковата	0,037 — 0,042
Телопропводность Гравия и Керамзита. При плотности — 250 куб.м.	0,099 — 0,1	0,11	0,12
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 300 куб.м.	0,108	0,12	0,13
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 350 куб.м.	0,115 — 0,12	0,125	0,14
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 400 куб.м.	0,12	0,13	0,145
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 450 куб.м.	0,13	0,14	0,155
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 500 куб.м.	0,14	0,15	0,165
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 600 куб.м.	0,14	0,17	0,19
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 800 куб.м.	0,18
Теплопроводность Гипсоплита. При плотности — 1350 куб.м..	0,35	0,50	0,56
Теплопроводность Гипсоплита. При плотности — 1100 куб.м.	0,23	0,35	0,41

Теплопроводность каменного SPC ламината Stone Floor

При выборе материала для укладки в качестве напольного покрытия, немаловажным фактором является такой показатель, как теплопроводность материала, то есть его способность быстро (или медленно) терять накопленное внутреннее тепло. Современный интернет «пестрит» большим количеством сводных таблиц, где приводятся абсолютно разные и неточные данные по теплопроводности разных материалов.

Потребитель при оценке часто вводится в заблуждение и совершает простую ошибку, полагая, что чем выше показатель теплопроводности, тем лучше. На самом деле, все происходит с точностью до наоборот: чем ниже коэффициент теплопроводности, тем дольше материл сохраняет текущую температуру.

Лабораторные испытания SPC плиты Stone Floor

Компания Stone Floor совместно с испытательным центром CERTIFICATION GROUP провела  лабораторные испытания  образцов своей продукции на такие показатели, как  теплопроводность и термическое сопротивление.  Замеры проводились несколько раз при НОРМАЛЬНЫХ бытовых условиях: комнатная температура составляла 20 С при относительной влажности 70 %.

Все испытания проводились согласно стандарту ГОСТ 7076-99 по симметричной (1 тепломер) и ассиметричной (2 тепломера) схемам, распространяющийся на строительные материалы. Сущность ГОСТ 7076-99 заключается в создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец SPC плиты определенной толщины и направленного перпендикулярно к лицевым граням образца, измерении плотности теплового потока и температуры противоположных лицевых граней.

По результатам испытаний, опытные образцы StoneFloor получили следующие результаты:

Теплопроводность, λ: 0,062 Вт/м*К 
Термическое сопротивление, R: 0,081 м²*К/Вт

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла

Сравнительная таблица по теплопроводности самых популярных напольных покрытий в Вт/м*С
1 место	SPC ламинат	0. 062
2 место	Паркет и деревянные плиты (при плотности 800 кг/м3)	0.13
3 место	HDF ламинат	0.17
4 место	Линолеум (при плотности 1600 кг/м3)	0.75
5 место	Керамическая плитка	1.2

При этом, несмотря на свою высокую плотность, сопоставимую с керамической плиткой, коэффициент термического сопротивления у SPC Stone Floor ниже, чем у большинства замковых покрытий, и, соответственно, его свойства, в эксплуатации намного более комфортны и высоко экономичны.

Как видно из приведенной ниже таблицы, каменный SPC ламинат Stone Floor является одним из лучших вариантов для использования в тандеме с теплыми полами, так как по своим свойствам быстро проводить тепло и сохранять его длительное время, является одним из лучших в классе бытовых покрытий.

Термическое сопротивление и экономия электричества

Согласно нормам для укладки напольного покрытия на теплый пол, общее тепловое сопротивление финишного «пирога» (покрытие + подложка)  не должно превышать 0,15 м²*К/Вт.  Если эти показатели превышены, то нарушается энергоэффективность системы теплый пол и возрастают траты на обогрев, что особенно актуально в загородном доме.

Сравнительная таблица по термическому сопротивлению самых популярных напольных покрытий в м²*К/Вт
1 место	Керамическая плитка	0.011
2 место	Линолеум (при плотности 1600 кг/м3)	0.062
3 место	Паркет и деревянные плиты (при плотности 800 кг/м3)	0.07
4 место	SPC ламинат	0.081
5 место	HDF ламинат	0. 25

Самым эффективным покрытием для теплого пола будет керамическая плитка, самым не эффективным — HDF ламинат.

Заключение

Компания Stone Floor всегда стремится к предоставлению самой достоверной информации о своих напольных покрытиях. Вы всегда можете запросить протокол испытаний на теплопроводность SPC Stone Floor в напечатанном виде у официального представителя марки в вашем городе. Проверить приведенную нами испытательную информацию на подлинность Вы также сможете в испытательном центре РФ CERTIFICATION GROUP по телефону: 8-800-100-18-14

Теплопроводность теплоизоляции и ППУ

Что такое теплопроводность теплоизоляционных материалов и какую роль эта характеристика играет при выборе теплоизоляции?

Теплопроводность теплоизоляционных материалов – главная характеристика утеплителя

На рынке строительных материалов выбор утеплителя впечатляет своим разнообразием не только обывателей, но и профессионалов. Всю продукцию визуально можно разделить на два основных типа: рулоны и плиты. Однако простота монтажа – не главный критерий при выборе продукции. Основным параметром является теплопроводность теплоизоляционных материалов, демонстрирующая их способность пропускать тепло. Чем ниже этот показатель, тем лучше термическое сопротивление конструкции. Численным выражением теплопроводности теплоизоляционных материалов является коэффициент, определяющий количество тепла, способное пройти за один час образец утеплителя площадью 1 кв.м. и толщиной в 1 м. Условием проведения эксперимента для его определения является разность температур между поверхностями теплоизоляции в 1ºС. В технической и справочной документации этот коэффициент получил буквенное обозначение λ и имеет размерность в Вт/(м•°С). Чем ниже коэффициент λ, тем меньше утеплителя понадобиться по толщине для достижения определенных теплотехнических характеристик, рассчитанных проектировщиками для данного климатического района.

На фото наглядно видно, что толщина панелей для внешних стен с наполнителем из полиуретана составляет 10 – 15 см. Благодаря низкой теплопроводности материала этого достаточно для комфортного проживания.

Сравнение теплопроводности теплоизоляционных материалов

Определить, как утеплитель станет надежным барьером на пути тепла, которое стремиться покинуть помещение, можно с помощью анализа коэффициентов теплопроводности. Для большей наглядности производить сравнение можно на фоне теплотехнических характеристик основных общестроительных материалов. Соотношение между толщиной материала, обеспечивающей нормативные показатели теплозащиты, к коэффициенту теплопроводности называется сопротивлением теплопередачи и обозначается R. Для каждого региона он имеет свою величину, так для Москвы R=3,16. Используя этот коэффициент, можно рассчитать оптимальную толщину строительного материала и утеплителя, необходимую для соответствия нормам по теплозащиты.

Материал	Теплопроводность λБ Вт/мºС	Толщина, см
Железобетон	2. 04	644
Кирпич керамический	0.81	255
Кирпич керамический пустотный	0.52	164
Ячеистый бетон плотность 1000 кг/куб.м	0.3	94
Сосна, Ель	0.18	56
Газобетон плотностью 400 кг/куб.м	0.10	38
Пенополистирол плотностью 40 кг/куб.м.	0.05	15.8
Пенополиэтилен плотностью 30 кг/куб.м.	0.5	15.8
Утеплитель из базальтового волокна плотностью 45 кг/куб.м.	0.045	14.2
Минераловатный утеплитель из стекловолокна	0.041	12. 9
Пенополипропилен	0.04	12.6
Пенополиуретан плотностью 60 кг/куб.м	0.032	10.1
Экструдированный пенополистирол	0.029	9.1
Пенополиуретан плотностью 25 кг/куб.м.	0.018	5.7

Из таблицы наглядно видно, что плита из пенополиуретана толщиной всего 6 см, плотностью 25 кг/куб.м может заменить собой полтора метра стены из керамического пустотелого кирпича.

На схеме наглядно изображено различие между толщиной строительных и теплоизоляционных материалов, широко используемых при возведении жилых и промышленных зданий. Что выбрать – 25 мм пенополиуретана или 650 мм кирпичной кладки – вопрос риторический.

Преимущество теплоизоляционных материалов с низкой теплопроводностью

Использование теплоизоляционных материалов с низкой теплопроводностью имеет массу преимуществ. Одно из основных – требуется небольшой объем материала. Если для утепления большинства объектов достаточно плит из пенополиуретана толщиной 40-60 мм, то в случае с пенополистиролом или минераловатным утеплителем потребуется материал, толщиной в 1,5-2,5 раза больше. Это чревато необходимостью использовать более мощные системы направляющих для навесных фасадных материалов, более длинные гибкие связи и кронштейны в процессе облицовки кирпичом. Все это увеличивает стоимость работ. Кроме того, пенополистирол менее долговечный материал, в течение 7-10 лет происходит его деградация и усыхание, что негативно сказывается на теплопроводности.

На фото видно, как происходит облицовка плитами толщиной в 10 см. С учетом зазора лицевая отделка будет отдалена от несущей конструкции на 13-17 см, что потребует длинных гибких связей. В случае с пенополиуретаном было бы достаточно плит 40 — 60 мм, что снизило бы расходы на анкерные системы.

Заменив материал с высоким коэффициентом теплопроводности на теплоизоляцию с низкой теплопроводностью можно при одинаковой толщине добиться более высоких теплотехнических характеристик для внешних конструкций. Как результат – снижение затрат на отопление. Положительно скажется использование утеплителя с небольшим λ и на транспортных расходах, так как для доставки на объект потребуется меньшее количество рейсов грузовых автомобилей.

Теплопроводность алюминиевых сплавов

01.10.2019

Теплопроводностью называется свойство передавать энергию от нагреваемого участка материала к более холодному участку. Показатель учитывается при расчетах в изготовлении различных сплавов.

Сведения о показателе теплопроводности

Процесс передачи тепла в теле любого вещества происходит между атомными и молекулярными связями материала, в которых температурный режим неравномерный.
Любое вещество нагревается постепенно, передавая энергию тепла от участка к участку. Это теплоотдача зависит от состояния вещества.
Проводимость тепла зависит от:
1. Агрегатного состояния вещества,
2. Скорости нагрева.
3. Показателя плотности.
4. Температуры плавления.
Коэффициентом проводимости тепла называется — количество теплоты, проходящей через единицу площади материала за определённый промежуток времени при изменении температур.

От чего зависит проводимость тепла
Алюминий имеет структуру кристалла — куб.
При температуре 200С удельный вес = 2,7 г/см3.
Температурный показатель плавления равен от +657 до +660,2 0С.
Если алюминий повышенной чистоты, то металл начинает плавиться при +1800 до 2060 0С. Удельная теплоемкость в период нагревания повышается, так же повышается коэффициенты расширения и теплопроводности
Теплопроводность алюминия, по сравнению с другими металлами считается высокой.

Алюминий вступая в реакцию с кислородом, образовывает оксидную плёнку на поверхности. Последняя предохраняет металл от дальнейшего окисления.
Алюминиевые сплавы обладают уникальными свойствами:
1. При плавлении алюминия, находящийся в ней водород растворяется, что приводит к образованию пор в металле. При наличии в составе примесей кальция, калия или натрия, так же приводит к пористости.
2. Структура материала становиться однородной при остывании, если в сплаве присутствуют добавки железа, ванадия, никеля или циркония.
3. К некоторым химическим элементам алюминий сплавы остаются инертны. Наличия таких веществ, как сера и её производные выпадают в осадок, образовывая шлак, на изменении структуры и на свойства сплавов не влияют.
4. Под воздействием азота, фосфора или углерода свойства материала не изменяются.

Прочность алюминия в чистом виде невысокая, поэтому для производства готовых изделий, технология литья используется крайне редко. Как правило это разливного вида чушки, изготавливаемы е для дальнейшего проката и ковки.

Теплопроводность алюминиевых сплавов

Продукция из алюминиевых сплавов делится по видам технологического цикла:
1. Литейные. Выполнять литых изделий.
2. Деформируемые. Под давлением придается форма (прессовка, ковка, штамповка).
Алюминиевые изделия, используемые в строительстве, изготавливается из сплава повышенной прочности.
Перечень нормативных показателей, с учетом которых характеризуются сплавы:
1. Теплопроводность.
2. Переход от одного агрегатного состояния к другому.
3. Наличие легирующих присадок, влияющих на качество продукции и показатель долговечности (прочности).

Сведения о теплопроводности указаны в справочной литературе, но основными критериями оценки будут:
1. Плотность.
2. Теплопроводность.
3. Линейное расширение (коэффициент).
4. Температура, при которой изменяется прочность.
5. Устойчивость к коррозии.
6. Удельное электросопротивление.

После проведения анализа, несложно установить коэффициент зависимости теплопроводности от температуры металла.

Какие алюминиевые сплавы обладают большей теплопроводностью
Если алюминиевые изделия в состав которого включается медью, цинк, магний или кремний, то процент теплопроводности в них заметно увеличивается, по отношению к алюминию в чистом виде.

Таблица по теплопроводности:

Проводимость тепла увеличивается с ростом температуры. Сплав АД1 отличается большей теплопроводностью. Используется для производства профилей, штамповок, слитков и другой аналогичной продукции.

Наивысшая теплопроводность алюминиевых сплавов в обычных условиях отмечается у алюминиевого сплава АД1 — теплопроводность при 20 0С — равняется 210 Вт/(м•град).

Самая низкая теплопроводность алюминиевых сплавов зафиксирована у литейных сплавов АК4, АЛ1, АЛ8.

testo 635-2 теплопроводность

testo 635-2 — расширенный комплект для измерения теплопроводности

удобная работа благодаря беспроводному зонду

 

Насколько энергосберегающий дом, возраст которого превышает 30 лет? Даже если вы живете в новом доме, вы не уверены в том, что строители полностью придерживались технологии и использовали качественные материалы, предусмотренные в проектной документации? Сколько лишних гривен вы ежемесячно тратите на обогрев или охлаждение коттеджа? 

Комплект для измерения теплопроводности на основе testo 635-2 позволяет максимально точно рассчитать коэффициент теплопроводности для стен, пола, крыши и рассчитать потери энергии в Ваттах.

Для определения коэффициента теплопроводности нужно знать:

• — температуру воздуха в помещении;
• — температуру поверхности стенки в помещении;
• — температуру воздуха извне.

Температура стены и температура воздуха в помещении измеряются с помощью запатентованного зонда теплопроводности testo. Для точного измерения температуры стены применяются 3 сенсора, которые располагаются на расстоянии 10 см друг от друга. Измерения внешней температуры осуществляется беспроводным зондом температуры, который можно установить в любом удобном месте.

Из памяти testo 635-2 измеренные данные можно передать на ПК и с помощью программного обеспечения testo Comfort software построить графики или таблицы, рассчитать среднее значение.

Коэффициент теплопроводности измеряется testo 635-2 в Вт/м²К с погрешностью до третьего знака после запятой (например, 1,592 Вт/м²К). Если этот коэффициент умножить на плоскость строительной конструкции в м², то мы получим значение потерь энергии в Вт при разнице температуры внутри и снаружи помещения в 1 °С. Если разница составляет например 12 °С, то это значение соответственно необходимо умножить на 12.

Конечно, теплопроводность различных материалов будет различной. Поэтому для стен, пола и крыши дома нужно выполнять отдельные измерения коэффициента теплопроводности.

 

ВНИМАНИЕ!

Приборы testo без голограммы не имеют заводской гарантии и квалифицированного сервиса.

Подробности

Термогигрометр testo 635-2 , зонд для измерения теплопроводности, беспроводной зонд для измерения температуры наружного воздуха, заводской протокол калибровки, батарейки и инструкция по эксплуатации.

Коэффициенты теплопроводности изоляции

1	Асбестовый матрац, заполненный совелитом	0,087+0,00012* tт
2	Асбестовый матрац, заполненный стекловолокном	0,058+0,00023* tт
3	Асботкань в несколько слоев	0,13+0,00026* tт
4	Асбестовый шнур	0,12+0,00031* tт
5	Асбестовый шнур (ШАОН)	0,13+0,00026* tт
6	Асбопухшнур (ШАП)	0,093+0,0002* tт
7	Асбовермикулитовые изделия марки 250	0,081+0,00023* tт
8	Асбовермикулитовые изделия марки 300	0,087+0,00023* tт
9	Битумоперлит	0,12+0,00023* tт
10	Битумокерамзит	0,13+0,00023* tт
11	Битумовермикулит	0,13+0,00023* tт
12	Вулканитовые плиты марки 300	0,074+0,00015* tт
13	Диатомовые изделия марки 500	0,116+0,00023* tт
14	Диатомовые изделия марки 600	0,14+0,00023* tт
15	Известково-кремнеземистые изделия марки 200	0,069+0,00015* tт
16	Маты минераловатные прошивные марки 100	0,045+0,0002* tт
17	Маты минераловатные прошивные марки 125	0,049+0,0002* tт
18	Маты и плиты из минеральной ваты марки 75	0,043+0,00022* tт
19	Маты и полосы из непрерывного стекловолокна	0,04+0,00026* tт
20	Маты и плиты стекловатные марки 50	0,042+0,00028* tт
21	Пенобетонные изделия	0,11+0,0003* tт
22	Пенопласт ФРП-1 и резопен группы 100	0,043+0,00019* tт
23	Пенополимербетон	0,07
24	Пенополиуретан	0,05
25	Перлитоцементные изделия марки 300	0,076+0,000185* tт
26	Перлитоцементные изделия марки 350	0,081+0,000185* tт
27	Плиты минераловатные полужесткие марки 100	0,044+0,00021* tт
28	Плиты минераловатные полужесткие марки 125	0,047+0,000185* tт
29	Плиты и цилиндры минераловатные марки 250	0,056+0,000185* tт
30	Плиты стекловатные полужесткие марки 75	0,044+0,00023* tт
31	Полуцилиндры и цилиндры минераловатные марки 150	0,049+0,0002* tт
32	Полуцилиндры и цилиндры минераловатные марки 200	0,052+0,000185* tт
33	Совелитовые изделия марки 350	0,076+0,000185* tт
34	Совелитовые изделия марки 400	0,078+0,000185* tт
35	Скорлупы минераловатные оштукатуренные	0,069+0,00019* tт
36	Фенольный поропласт ФЛ монолит	0,05
37	Шнур минераловатный марки 200	0,056+0,000185* tт
38	Шнур минераловатный марки 250	0,058+0,000185* tт
39	Шнур минераловатный марки 300	0,061+0,000185* tт

Теплопроводность поликарбоната — прочный материал для сохранения тепла

Наряду с множеством отделочных материалов поликарбонат выступает в роли одного из лидеров по продажам на рынке строительной продукции. Спрос на этот вид изделий строительной промышленности обусловлен их надежностью, практичностью, долговечностью и удовлетворительной ценой. Говоря о его долговечности, большинство производителей дают гарантийный срок на продукт от 15 до 20 лет. В данном случае среди прочего, особое внимание уделим теплопроводности поликарбоната.

Основные характеристики

Коротко рассмотрим основные характеристики данного изделия. Изготовляется поликарбонат из химических полимеров на специальном оборудовании в заводских условиях. Листы имеют небольшой вес и довольно прочны. Этот материал достаточно гибок и устойчив к высоким и низким температурам. Полимерный состав сохраняет свои свойства при температурах от — 40 до +110 С. Существует два основных вида полимерного изделия:

1. Сотовый.
2. Монолитный.

Основным отличием сотового поликарбоната от монолитного является структура листа. Сотовый состоит из двух полотен, соединенных вертикальными вставками и имеет решетчатую структуру, внутри заполненную воздухом. Обладает хорошей светопропускной способностью. Применяется при монтаже:

• навесов и крыш;
• теплиц и тепличных комплексов;
• обшивке различных поверхностей.

Перед тем как приобрести и начать его использовать, хорошо было бы ознакомиться с некоторыми свойствами материала, а именно, с тем, какой теплопроводностью обладает поликарбонат.

Понятие теплопроводности

У многих возникает вопрос, что подразумевается под понятием теплопроводность. Данное свойство подразумевает передачу тепла (энергии) от одного тела к другому. Короче говоря, насколько хорошо и как долго тот или иной материал удерживает (сохраняет) тепло. Это физическое свойство напрямую зависит от толщины и структуры листа. Вычисление производится по формуле, где основными показателями выступают:

• плотность вещества;
• коэффициент теплопроводности;
• вектор и количество тепла направленное на поверхность.

Следует заметить, чем меньше коэффициент теплопроводности поликарбоната, тем лучше он сохраняет тепло. Для сотового полимера эта цифра равна примерно 0,026 Вт/Мкх. Для сравнения приведем несколько цифр этого свойства характерных для других веществ:

• стекло — 1,15 Вт/Мкх;
• вода — 0,56 Вт/мкх;
• полиэтилен — 0,3 Вт/Мкх.

Способность поликарбоната сохранять тепло

Теплопроводность монолитного и сотового поликарбоната, как уже отмечалось, зависит от самого вещества, из которого изготовлены листы. Этот показатель важен при выборе и закупке данной строительной продукции, так как важно заранее точно посчитать потерю тепла и затраты на обогрев того или иного помещения. Монолитный поликарбонат обладает более низким показателем теплопроводности, нежели сотовый, несмотря на это он сохраняет тепло на 25 % лучше, чем стекло и на 30 % лучше полиэтилена. Сотовый благодаря свой структуре (заполненные воздухом соты) сохраняет наибольшее количество тепловой энергии. Благодаря этому он широко применяется для обшивки теплиц и парников. Распространенной практикой является установка сотового поликарбоната в виде теплоизоляции.

На заметку: Благодаря своим свойствам и структуре в зимнее время года материал сохраняет большое количество тепла, так как воздух, который находится в сотах довольно плохой проводник тепловой энергии.

Термическое расширение

Нельзя обойти стороной еще одно важное свойство рассматриваемого материала — термическое расширение. Как мы знаем, многие вещества под действием высоких или низких температур соответственно расширяются и сжимаются. Поликарбонат не является исключением и обладает таким же свойством. Поэтому при монтаже обязательно нужно учитывать коэффициент теплового расширения поликарбоната как сотового, так и монолитного. Этот показатель высчитывается довольно просто. Для этого применяется несложная формула:

L = G x T x Kr,

где G — размеры стандартного листа, Т — амплитуда температур, Кr — коэффициент расширения, который равен 0,065 мм /С.

Если провести несложные вычисления, то 1м полимера при амплитуде температур от −40 до +40 ℃ (80градусов ℃) будет расширяться и сжиматься в пределах 5,2 мм.

L = 1×80×0,065 = 5,2 мм.

Устанавливая обшивку нужно обязательно учитывать показатели термического расширения. Для этого на стыках используется специальный профиль, в котором при монтаже оставляется необходимый зазор для уширения листа. Точечный крепеж производится таким образом, чтобы диаметр отверстий был немного больше толщины шурупов. Шурупы используйте в сочетании с термошайбами.

Важная деталь: Следует также помнить, что данные показатели и расчеты подходят для определенных видов материала. Листы темных цветов поглощают большее количество солнечных лучей, поэтому и степень их расширения на 20 −30% в жаркое время года будет выше.

Видео про соединение полотен с помощью разъемного профиля

Теплопроводность и характеристики фототермической конверсии наножидкостей на основе этиленгликоля, содержащих многослойные углеродные нанотрубки

В этом исследовании успешная гидроксильная функционализация углеродных нанотрубок (MWCNT-OH) была получена с помощью химической обработки и охарактеризована спектрами комбинационного рассеяния света и FTIR. MWCNT-OH был успешно диспергирован в этиленгликоль (EG) с поверхностно-активным веществом Tween-80 методом ультразвуковой обработки для приготовления наножидкостей. Была исследована теплопроводность наножидкости, и максимальное увеличение теплопроводности около 24% при 50 ° C было получено с наножидкостью, содержащей 0.64 об.% Концентрация MWCNT. Характеристики фототермического преобразования наножидкости также были исследованы путем измерения изменения температуры при освещении с помощью солнечного симулятора. Результаты измерений показали, что самая высокая фототермическая конверсия была получена около 4,2% после 30-минутного освещения наножидкостью, содержащей 0,48 об.% УНТ по сравнению с этиленгликолем. Полученные результаты предполагают возможное применение УНТ в наножидкостях для поглощения солнечной энергии.

1.Введение

Спрос на новые чистые источники энергии, такие как энергия ветра и солнечная энергия, очень высок, чтобы заменить традиционные источники энергии. Многие организации и исследователи по всему миру сосредоточили свое внимание на этой проблеме и пытались найти лучшее решение для обеспечения энергетической безопасности в будущем. Преобразование солнечной энергии широко используется для выработки тепла и производства электроэнергии, при этом производство тепла является методом, не требующим микроэлектронных технологий, и, таким образом, возможно, предлагает энергетическое решение по разумной цене по сравнению с другими [1–5].Проблема здесь в том, что рабочая жидкость с низкой теплопроводностью в солнечных коллекторах недостаточно хороша для улавливания падающего солнечного излучения и преобразования его в тепловую энергию. Недавно новый класс жидкостей, называемый наножидкостью, включая наноматериалы, такие как наночастицы, нанотрубки, нанопроволоки, наностержни и нанолист, в базовых жидкостях улучшил теплофизические свойства, такие как теплопроводность, электропроводность, вязкость и коэффициенты конвективной теплопередачи по сравнению с традиционными базовыми жидкостями, такими как в виде воды и этиленгликоля [5–7].Кроме того, наножидкости, возможно, предлагают большую площадь поверхности для процессов поглощения солнечной энергии и тепла. Кроме того, включенные наноматериалы с возможностью избирательного спектра поглощения и, таким образом, наножидкости, сочетающие в себе различные материалы, могут поглощать солнечный свет в широком диапазоне от ультрафиолета до инфракрасного [8, 9].

Углеродные нанотрубки (УНТ), хорошо известный материал со многими превосходными свойствами, такими как высокая теплопроводность и высокая электропроводность, считаются идеальным нанодобавочным материалом для наножидкостей [10–15].Наножидкости, содержащие УНТ, были исследованы и разработаны многими исследователями и производителями и считаются отличным кандидатом для многих потенциальных приложений, таких как передача тепла, рассеяние тепла и поглощение солнечной энергии. Критическая техническая проблема наножидкости УНТ заключается в том, как равномерно диспергировать УНТ в базовых жидкостях, таких как вода и этиленгликоль, чтобы получить не только хорошую стабильность, но и высокие характеристики [16, 17].

Два основных метода, включая нековалентную функционализацию и ковалентную функционализацию, обычно использовались для получения однородной дисперсии и высокой стабильности наножидкостей на основе УНТ [18].В нековалентной функционализации обычно используются поверхностно-активные вещества, такие как додецилбензолсульфонат натрия (SDBS), додецилсульфат натрия (SDS), твин и хитозан, для улучшения смачиваемости между УНТ и жидкостями на основе. Более ранние исследования продемонстрировали эффективность нековалентной функционализации при получении наножидкостей УНТ с высокой стабильностью [18]. В отличие от этого, в ковалентной функционализации обычно используются функциональные группы, включая COOH, OH и Nh3, для устранения сил Ван-дер-Ваальса между УНТ посредством водородных связей между функциональными группами и основными жидкостями и, таким образом, получения высокостабильных наножидкостей.Среди функциональных групп гидроксильная (ОН) группа демонстрирует более высокую энергию взаимодействия по сравнению с другими (CNT-OH (116 ккал · моль ^-1 )> CNT-COOH (80 ккал · моль ^-1 )> CNT = O ( 70 ккал моль ^-1 )> CNT = C = O (-36 ккал моль ^-1 )) [19]. Следовательно, включение CNT-OH в органические соединения, включая полимеры и растворители, может значительно улучшить все механические свойства [20], а также электрические и термические свойства [21].

Таким образом, целью данной работы является подготовка и исследование впервые наножидкостей на основе ЭГ, содержащих MWCNT, которые обладают хорошей стабильностью, высокой теплопроводностью и высокими характеристиками фототермического преобразования за счет комбинации поверхностной модификации CNT с гидроксилом. функциональная группа и ПАВ Твин-80.

2. Методика эксперимента

Многослойные углеродные нанотрубки (MWCNT), синтезированные методом химического осаждения из паровой фазы (CVD), были использованы для приготовления наножидкостей. Сначала МУНТ обрабатывали смесью H ₂ SO ₄ и HNO ₃ в объемном соотношении 3: 1 при 70 ° C в течение 5 ч. После этого полученный раствор очищали дистиллированной водой с получением MWCNT-COOH. Полученный MWCNT-COOH затем суспендировали в растворе SOCl ₂ с получением MWCNT-COCl при непрерывном перемешивании в течение 6 часов при 60 ° C.Полученный раствор фильтровали, промывали THF и дистиллированной водой, а затем смешивали с EG в течение 8 часов при 120 ° C для получения MWCNT-OH. Наконец, MWCNT-OH диспергировали в EG с 1 об.% Поверхностно-активного вещества Tween-80 для получения наножидкостей MWCNT-EG с помощью обработки ультразвуком. Приготовленные наножидкости обозначены как NF1, NF2 и NF3, соответствующие различным концентрациям УНТ 0,32, 0,48 и 0,64 об.% Соответственно.

Морфология и микроструктура MWCNT были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии (FESEM, Hitachi S4800), просвечивающей электронной микроскопии (HRTEM, Jeon-JEM 2100), рамановской спектроскопии (iHR550 Jobin-Yvon Spectrometer) и FTIR-спектроскопии (Jasco FT / IR-4600).Теплопроводность () наножидкостей измеряли в диапазоне от 30 ° C до 50 ° C с помощью оборудования HTL-04, поставленного Eternal Engineering Equipment Ltd., Индия. Аппарат HTL-04, основанный на принципе метода защищенной горячей плиты (GHP), имеет максимальную погрешность ± 2%. Свойство фототермического преобразования наножидкости было исследовано путем прямого измерения температуры наножидкости MWCNT / EG во время освещения от солнечного симулятора. В нашем эксперименте в качестве источника освещения использовалась ксеноновая дуговая лампа, поскольку она может быть отфильтрована для получения спектра излучения, близкого к спектру излучения земного солнечного света.Детали экспериментальной установки для измерения фототермической конверсии показаны на рисунке 1.

3. Результаты и обсуждение

Типичные SEM и TEM изображения MWCNT показаны на рисунке 2. Это показывает, что MWCNT имеют одинаковый размер с средняя длина 10 мкм м (рисунок 2 (а)). Детали распределения диаметров MWCNT были измерены примерно для 150 CNT, как показано на рисунке 2 (b). Средний внешний диаметр равен 20 нм. ПЭМВР была проведена для исследования влияния процесса гидроксильной функционализации на структуру МУНТ.Как показано на Рисунке 2 (c), полученные MWCNT имеют гладкую поверхность с d-интервалом, измеренным ImageJ, равным 0,34 нм, как у графита. В случае MWCNT-OH на поверхности MWCNT наблюдались некоторые структурные дефекты в виде протравленных позиций и аморфных кластеров (рис. 2 (d)). Структурные дефекты могут быть связаны с действием регентов в процессе химической функционализации [18, 22]. d-интервал MWCNT-OH, измеренный как 0,38 нм, больше, чем у MWCNT в исходном состоянии. Полученный результат означает, что присутствие прикрепленных к поверхности ОН-групп вызывает увеличение d-расстояния МУНТ.Исходя из данных, мы можем рассчитать эмпирический коэффициент формы () MWCNT как где — сферичность МУНТ и определяется как где и — объем и площадь поверхности МУНТ и выражаются следующим образом: с и для радиусов и длины MWCNT; эмпирический коэффициент формы составляет приблизительно 14.

На рисунке 3 (a) показаны спектры комбинационного рассеяния MWCNT и MWCNT-OH в исходном состоянии. Типичные полосы при 1348 см ^-1 и 1590 см ^-1 определяются как дефектная полоса (D) и графитовая полоса (G) соответственно.Как видно, уширение полосы G MWCNT-OH указывает на уменьшение времени гашения резонансных колебаний [23]. Это может означать увеличение структурных дефектов и / или укорочение УНТ после процесса гидроксильной функционализации. Полоса G позиционирует повышающую передачу до большего волнового числа с MWCNT-OH. Это могло быть связано с увеличением содержания аморфного углерода в результате свертки между исходной полосой G (приблизительно 1580 см, ^-1 ) и полосой D ’(приблизительно.1620 см ⁻¹ ). Вдобавок, согласно Бокобза и Чжан, они сообщили, что повышение полосы G происходит из-за меньшего взаимодействия между трубками между MWCNT-OH, что означает улучшение состояния дисперсии MWCNT-OH [24]. Относительное отношение интенсивности D к G ( I _D / I _G ) также является важным параметром, который необходимо учитывать для углеродных наноматериалов. В этой работе I _D / I _G был определен равным 0.89 и 1.13, соответствующие MWCNT и MWCNT-OH в исходном состоянии, соответственно. Увеличение соотношения MWCNT-OH в I _D / I _G по сравнению с MWCNT в исходном состоянии показало, что химическая обработка для присоединения OH сильно повлияла на структуру CNT, вызывая некоторые дефектные точки [25 ]. Результаты комбинационного рассеяния хорошо согласуются с анализом HRTEM, как обсуждалось ранее.

На рис. 3 (b) показаны FTIR-спектры MWCNTs и MWCNTs, функционализированных OH-группами.Из FTIR-спектров полученных МУНТ не наблюдаются пики. Это означает, что функциональные группы не были присоединены к поверхности MWCNT после процесса синтеза. Для MWCNT-OH наблюдалось несколько пиков при 1735, 1620, 1230 и 1080 см ^-1 , которые можно отнести к валентным колебаниям связей C = O, C = C, C-OH и CO соответственно [18 , 26]. Полученные результаты подтвердили, что MWCNT-OH были успешно получены путем многоступенчатой ​​химической обработки.

Распределение размеров агрегатов наножидкостей, содержащих различные концентрации УНТ, показано на рисунке 4.Как видно на рисунке 4, пик размера агрегатов для наножидкостей увеличивается с увеличением концентрации УНТ. Агрегированный размер наножидкости составил 110, 125 и 150 нм, что соответствует наножидкости NF1, NF2 и NF3 соответственно. Этот результат показал, что УНТ имеют тенденцию к агрегации при увеличении концентрации в растворе. Измеренный дзета-потенциал наножидкости составил -65 мВ, -52,9 мВ и -47,2 мВ для наножидкостей NF1, NF2 и NF3 соответственно. Хорошо известно, что наножидкость имеет хорошую стабильность, если ее абсолютное значение дзета-потенциала превышает 30 мВ [27, 28].В результате приготовленные наножидкости на основе ЭГ, содержащие поверхностно-активное вещество MWCNT-OH и Tween-80, обладают хорошей стабильностью.

На рисунке 5 показано увеличение теплопроводности наножидкостей с различными концентрациями MWCNT в зависимости от различных температур. Как видно, теплопроводность наножидкостей увеличивается с увеличением концентрации МУНТ. Это может быть результатом уменьшения длины свободного пробега или расстояния переноса тепла между MWCNT по мере увеличения объемной доли.Согласно Бэби и Сундаре, уменьшение расстояния переноса тепла приводит к увеличению частоты колебаний решетки и, таким образом, теплопроводность наножидкостей будет улучшена [29]. Также было исследовано влияние температуры на теплопроводность наножидкостей. Результаты экспериментов показывают, что теплопроводность наножидкостей увеличивается с повышением температуры. Используя линейную аппроксимацию, мы можем определить степень улучшения наножидкости при различных температурах с помощью наклона аппроксимирующей функции.Как показано на рисунке 5, наклоны увеличения теплопроводности наножидкостей были оценены как 0,352, 0,535 и 0,788, что соответствует наножидкости NF1, NF2 и NF3, соответственно. Полученные результаты показали, что наножидкость с более высокими концентрациями MWCNT показывает более высокую скорость улучшения при всех измеренных температурах. Например, при 30 ° C увеличение теплопроводности наножидкости NF3 (8,5%) выше, чем у наножидкости NF1 (4,4%) и наножидкости NF2 (6,4%). При максимальной измеренной температуре 50 ° C значение повышения теплопроводности также сохраняет ту же тенденцию, но значение повышения сильно отличается от 11.4% для наножидкости NF1, 17,7% для наножидкости NF2 и 24,2% для наножидкости NF3. Этот результат может быть связан с вкладом броуновского движения, которое играет ключевую роль в увеличении теплопроводности наножидкостей [30]. Кроме того, повышение температуры приведет к уменьшению образования кластеров нанодобавок в наножидкости за счет уменьшения поверхностной энергии нанодобавок и улучшит броуновское движение за счет уменьшения вязкости [31].

Было предложено несколько теоретических моделей для оценки теплопроводности наножидкостей, перечисленных в таблице 1 [32–37].Используя полученные значения ([38],, и) и рассчитанные значения (,,, и) для теоретических моделей, результаты аппроксимации были нанесены на график и показаны на рисунке 6. Расчетные данные из модели Максвелла и модели Пателя: намного ниже или выше экспериментальных данных. Причина этого может быть связана с тем, что эти модели учитывают только влияние, и концентрации УНТ и не принимают во внимание размер УНТ. Модель Гамильтона – Кроссера (H-C) показывает более подходящие данные, чем другие модели.Это может быть связано с тем, что модель H-C учитывает не только влияние теплопроводности и концентрации, но и размер УНТ с эмпирическим фактором формы. Однако на самом деле теплопроводность наножидкости не зависит только от таких параметров, как теплопроводность и концентрация нанодобавок. Также необходимо учитывать некоторые параметры, такие как теплопроводность и тепловое граничное сопротивление (TBR) межфазного слоя между УНТ и базовой жидкостью. Проблема здесь в сложности определения указанных параметров экспериментальным исследованием.Nan et al. предложили модель, которая учитывала влияние TBR на теплопроводность наножидкостей [36]. Используя подгонку TBR модели Нана и др. И экспериментальные данные в нашем исследовании, TBR MWCNTs и жидкости на основе EG было определено как 150 × 10 ⁻⁸ м ² K Вт ⁻¹ . Межфазная теплопроводность () между MWCNT и EG также была рассчитана и составила 1,65 Вт · м ^-1 K ^-1 с использованием модели Муршеда и др. [37]. Расчетное значение ниже, поэтому увеличение теплопроводности наножидкостей, содержащих ПАВ MWCNT-COOH и Твин-80, немного ниже по сравнению с другими сообщениями [18, 39, 40].В ближайшем будущем будут проведены дальнейшие исследования для улучшения теплопроводности наножидкостей.

9010 9010 и др. . [34] Investigator Formula Максвелл [32] Xue [35] Nan et al.[36] Murshed et al. [37]

Характеристики фототермического преобразования наножидкостей MWCNT / EG в значительной степени зависят от температурных изменений наножидкостей в зависимости от времени освещения. Влияние концентрации наножидкости на изменение температуры наножидкости в одно и то же время освещения представлено на рисунке 7. Ясно, что после добавления MWCNT было достигнуто глубокое улучшение свойства фототермического преобразования EG.Температура наножидкости увеличивалась быстрее, чем температура ЭГ в диапазоне времени свечения 30 мин. Например, максимальная температура наножидкостей NF2 и NF3 в конечное время 30 мин была увеличена примерно на 4,2% по сравнению с температурой EG. Однако способность наножидкости NF2 к фототермическому преобразованию кажется лучше, чем у наножидкости NF3. Детали увеличения фототермической конверсии наножидкостей показаны на рисунке 8. Как видно, наножидкость NF1 достигла стабильного режима около 2.1% после освещения 1500 с, что ниже, чем у наножидкости NF2 и наножидкости NF3. Это объясняется более низкой теплопроводностью, как обсуждалось в предыдущем разделе. Наножидкость NF2 и наножидкость NF3 достигают стабильной точки, составляющей 4,2%. Однако наножидкость NF2 выходит на стабильный режим через 750 с, в то время как наножидкости NF3 требуется около 1750 с, чтобы достичь стабильного режима, который даже имеет более высокую теплопроводность. Этот результат может быть связан с тем, что наножидкость NF2 с более высокой концентрацией УНТ вызывает большую инфракрасную излучательную способность и, следовательно, увеличение потерь тепла.Чрезмерная концентрация может усилить объемное поглощение солнечной энергии на относительно небольшой высоте наножидкости от верхней поверхности, и, таким образом, больше солнечного света может поглощаться верхней частью. В результате соответствующая температура водной суспензии на большей глубине будет даже ниже, чем при меньшей концентрации. О той же тенденции сообщили Qu и соавторы, в которых они исследовали влияние изменения концентрации наножидкости MWCNT – H ₂ O на фототермическую конверсию [13].

4. Выводы

Успешная гидроксильная функционализация углеродных нанотрубок была подтверждена спектральными измерениями комбинационного рассеяния света и FTIR. Высокостабильные наножидкости на основе ЭГ, содержащие MWCNT-OH, были приготовлены методом ультразвуковой обработки с поверхностно-активным веществом Tween-80. Наножидкость, содержащая 0,64 об.% MWCNT, показала максимальное увеличение теплопроводности примерно на 24% при 50 ° C. Результаты измерений показали, что эффективность поглощения света наножидкостями увеличивается с оптимальной концентрацией УНТ в наножидкости около 0.48 об.%. Температура наножидкости MWCNT / EG при концентрациях 0,48 об.% И 0,64 об.% Повышалась примерно на 4,2% после 30-минутного освещения по сравнению с температурой этиленгликоля. Эти результаты открыли возможность применения УНТ в наножидкостях для поглощения солнечной энергии.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Это исследование было выполнено при финансовой поддержке Национального фонда развития науки и технологий (НАФОСТЕД) в рамках проекта №. 103.99-2015.70. Эта работа также поддержана Вьетнамской академией наук и технологий в рамках проекта № VAST.TĐ.QP.03 / 17-19.

Превосходная теплопроводность и эффективность фототермического преобразования материала с органическим фазовым переходом, содержащего технический углерод

Основные характеристики

•

Повышенная теплопроводность (TC) в парафиновом воске с добавлением CBNP.

•

Повышение содержания TC на ~ 135% наблюдается при загрузке CBNP 2,5 мас.%.

•

В твердом состоянии, формирование квази-2D сети с высокой эффективностью теплопередачи

•

Фототермическое преобразование увеличено на ~ 84%.

•

Недорогое нано-включение CBNP является более дешевой альтернативой для улучшения TC.

Реферат

Эффективные аккумуляторы энергии необходимы для уменьшения нашей чрезмерной зависимости от истощающихся ископаемых видов топлива и решения экологических проблем.Материалы с фазовым переходом (PCM) были многообещающими кандидатами для эффективного управления температурой, но их низкая теплопроводность остается основным недостатком для приложений. Мы сообщаем о превосходном увеличении теплопроводности (~ 135%) и эффективности фототермического преобразования (~ 84%) в материалах с органическим фазовым переходом (PCM) на основе парафина (PW), загруженных нанопорошком сажи (CBNP) при низких концентрациях загрузки ( 2,5 мас.%) Для хранения скрытой тепловой энергии. Большое увеличение теплопроводности в твердом состоянии объясняется образованием квазидвумерной сети перколяционных структур CBNP с высокой фононной теплопроводностью.Кроме того, меньший размер первичных частиц, высокая сжимаемость и заполняющая способность CBNP с низким сопротивлением термическому барьеру также способствуют значительному увеличению теплопроводности в твердой фазе. Обнаружено хорошее согласие экспериментальных данных с логарифмической моделью теплопроводности для перколяционных структур. Роль агрегации на микромасштабе в увеличении теплопроводности также изучается с помощью оптической фазово-контрастной микроскопии. Наши исследования показывают повышение эффективности фототермического преобразования при увеличении нагрузки CBNP из-за увеличения общей эффективности экстинкции, приписываемой интенсивному рассеянию Ми падающего солнечного излучения кластерами CBNP микронного размера.Повышенная скорость теплопередачи, сокращение времени охлаждения, низкая плотность и низкая стоимость делают PCM, загруженные CBNP, подходящими для практических приложений хранения тепловой энергии.

Ключевые слова

Повышение теплопроводности

Фототермическое преобразование

Наножидкости

Материалы с фазовым переходом

Технический углерод

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2019 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Новая модель фототермического возбуждения полупроводниковой упругой среды с переменной теплопроводностью, подверженной механическому наклону с двухтемпературной теорией и магнитным полем

Рассмотрение полупроводниковой упругой среды под действием постоянного начального магнитного поля. {\ rightharpoonup} = (0, {H} _ {0}, 0) \).{\ rightharpoonup} = (0,0, E) \). Также определите вектор смещения как \ (\ overrightarrow {u} = (u, 0,0) \), а тензор деформации как \ (e = {u} _ {x} = \ frac {\ partial u} {\ частичный x} \), u является функцией только x и t .

Следовательно, единственная плотность тока компонента для медленно движущейся среды:

$$ {J} _ {z} = \ frac {\ partial \, h} {\ partial \, x}. $$

(5)

Компоненты электрического и магнитного поля, выраженные в единицах смещения:

$$ {E} _ {z} = — \, {\ mu} _ {0} \, {H} _ {0} \, \ dot {u}, $$

(6)

Когда луч лазера с энергией E падает на упругую поверхность полупроводника с энергией зазора E _g ( E > E _g ).Оптическая энергия, поглощенная в упругой полупроводниковой среде, вызывает изменение термоупругой и электронной деформации. {\ rightharpoonup} \) (\ (\ overrightarrow {r} \), t) — распределение смещения (упругая волна), \ (\ overrightarrow {r} \) — вектор положения.{\ rightharpoonup}, t)} {\ partial t}. $$

(10)

где \ (\ kappa = \ frac {\ partial q} {\ partial T} \ frac {T} {\ tau} \) — параметр термоактивационной связи, а при температуре T концентрация равновесного носителя равна определяется как q ^29,30 , D _E и τ — это коэффициент диффузии носителя и время жизни фотогенерированного носителя соответственно.Энергетическая щель материала E _g (термин \ (\ frac {{E} _ {g}} {\ tau} N \) представляет собой влияние производства тепла путем рекомбинации носителей заряда. в объеме образца полупроводника). Константы μ и λ — константы Ламе, ρ — плотность, а абсолютная термодинамическая температура — T ₀ , γ — объемное тепловое расширение, α _T ( γ = (3 λ + 2 μ ) α _T ) — коэффициент линейного теплового расширения, удельная теплоемкость упругого материала C _e , δ _n = (2 μ + 3 λ ) d _n — разность потенциалов деформации, \ (\ frac {K} {\ rho {C} _ {e}} = k \) — коэффициент диффузии, K, — теплопроводность в общем случае, а d _n — коэффициент электронной деформации.{2} \ phi, $$

(11)

, где a > 0 — двухтемпературный параметр, описывающий несоответствие температуры

(V)

Уравнение напряжение-деформация-температура-плазма в одномерном представлении:

$$ \ sigma = {{\ rm {\ sigma}}} _ {{\ rm {xx}}} = (2 \ mu + \ lambda) \ frac {\ partial u} {\ partial x} + ( 3 \ lambda +2 \ mu) ({\ alpha} _ {T} \, T + {d} _ {n} N).$$

(12)

В полупроводниковом материале параметр теплопроводности является важным, поскольку он определяет термоэлектрическое преобразование энергии. Влияние теплопроводности на удельное электрическое сопротивление полупроводников ^31,32 .

С учетом теплопроводности полупроводникового эластичного материала K можно выразить в линейной форме термодинамической температуры как:

$$ K (T) = {K} _ {0} (1+ {K} _ {1} T), $$

(13)

, где K ₀ — постоянная, которая в случае материала не зависит от температуры и равна теплопроводности ( K ₁ = 0). {2}}, \, \, i, m = 1,2,3, $$

(24)

(2)

Используя уравнения (18) и (20) в уравнении.{2}} — \ frac {{E} _ {g}} {{K} _ {0} \ tau} N + \ frac {\ gamma {T} _ {0}} {{K} _ {0}} \ frac {\ partial} {\ partial {x} _ {i}} \ frac {\ partial {u} _ {i}} {\ partial t}. $$

(37)

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Исследование измерения теплопроводности твердых материалов лазерным фототермическим методом

[1] Чэнь Яньцзе, Чжан Пэн, Ван Жужу.Измерение теплопроводности твердых материалов при низкой температуре. Криогеника и сверхпроводимость. 2010.03 (38): 1 ~ 6. (На китайском языке).

[2] JU Sheng-hong, FU Ren-li, Платформа для измерения теплопроводности материалов в установившемся режиме.Артиллерийское материаловедение и инженерия. 2008. 11: 1 ~ 4. (На китайском языке).

[3] Чжан Цинчжи, У Ган. Численное моделирование термического сопротивления границы раздела Cu-Cu с помощью лазерного фототермического метода.Материалы и вычислительная механика. 2011. 11: 195 ~ 200.

[4] ZHANG Jian-ke. Журнал космонавтики. Исследование и измерение теплопроводности теплопроводной смазки при криогенных температурах.2010. 10 （31） ： 2411–2416. (На китайском языке).

[5] Ши лин. Исследование переноса тепла на поверхности контакта твердое тело-твердое тело при низкой температуре.Докторская диссертация. Хуачжунский университет науки и технологий. 2006. 11. (на китайском языке).

[6] Пэн Сяофан. Исследование сопротивления теплового контакта с помощью оптических измерений для космических приложений.Магистерская диссертация. Хуачжунский университет науки и технологий. 2007. 01. (на китайском языке).

[7] I.G. Козевников, Л.А.Новидки. Руководство по теплофизическим свойствам материалов, Пекин: Space Navigation Press, 1987. (на китайском языке).

Лучшие 10 научных работ по высокой теплопроводности

Повышение теплопроводности материала с органическим фазовым переходом при одновременном поддержании высокой энтальпии фазового превращения является сложной задачей. В этом исследовании исследователи взяли композиты нанопроволок 1-тетрадеканол / Ag, содержащие различный весовой процент нанопроволок Ag, и проверили их теплопроводность и энтальпии фазового перехода.Результаты показывают, что композит ПКМ, содержащий 62,73 мас.% Нанопроволок Ag, является наиболее многообещающим кандидатом для повышения теплопроводности материалов с органическим фазовым переходом, поскольку он показал удивительно высокую теплопроводность 1,46 Вт / мК, при этом сохраняя достаточно высокий уровень фазового превращения. энтальпия 76,5 Дж / г. Исследователи сочли такое поведение возможным, поскольку присутствует меньше границ раздела теплопроводности, наряду с высоким соотношением сторон нанопроволоки Ag.

Были приготовлены теплопроводные нанокомпозиты полистирол (ПС) / графит для проверки высоких значений теплопроводности с добавлением графита, а также слоистой структуры.Теплопроводность ПС значительно улучшается в присутствии графита. Исследователи использовали модель Максвелла-Ойкена и модель Агари для оценки теплопроводности. С целью улучшения межфазной совместимости ПС / графит были введены три метода изготовления ПС для определения любых различий между морфологией, теплопроводностью и механическими свойствами композита. При изготовлении композита с помощью интеркалирования в плоском фрезеровании было определено, что этот метод дает гораздо более высокое значение теплопроводности, чем любой другой.

Композиты нанографит (НГ) / парафин были приготовлены в качестве композитных материалов с фазовым переходом. Добавление NG увеличило теплопроводность композитного материала. Материал, содержащий 10% NG, имел теплопроводность 0,9362 Вт / м · К.

Реактивные дискотические жидкие кристаллы (DLC) на основе трифенилена, виниловый мономер HABET и тиоловый сшивающий агент THBT были синтезированы и использованы для разработки усовершенствованного органического материала с теплопередачей (HTOM) в виде непрерывной матрицы.Значения теплопроводности полимеризованных DLC HTOM оценивали с использованием метода источника переходной плоскости (TPS) и лазерного импульсного анализа (LFA). DLC HTOM, которые, как сообщается, имеют высокие значения теплопроводности и превосходную механическую и химическую стабильность, могут использоваться в качестве теплоотводящих материалов в электронной, автомобильной и дисплейной промышленности.

Целью данной работы было создание полимерных композитов с высокой теплопроводностью и механическими свойствами.Для их получения микрочастицы нитрида алюминия были модифицированы титанатным связывающим реагентом изопропилтриолеиктитаната и смешаны с помощью метода механического перемешивания в линейный полиэтилен низкой плотности. С помощью анализатора термических констант Hot Disc была измерена теплопроводность композита. Результаты пришли к выводу, что добавление частиц нитрида алюминия к композиту значительно улучшило теплопроводность, а также механические свойства.

Теплопроводность чистой эпоксидной смолы — одна из самых низких среди всех известных твердых материалов.Распространенный метод увеличения теплопроводности — добавление частиц наполнителя с высокой теплопроводностью. В этом исследовании композиты на основе эпоксидной смолы были изучены для оценки возможности увеличения теплопроводности для эффективного рассеивания тепла. Типичная промышленная жидкая эпоксидная смола использовалась с коммерческими порошками нитрида бора PT100 и PTX25 в качестве наполнителей. Образцы эпоксидной смолы были заполнены порошком в количестве 5%, 10%, 15%, 20%, 25% и 30% по объему. Теплопроводность измеряли с помощью анализатора термической константы Hot Disc TPS 500, и было обнаружено, что теплопроводность увеличивается с увеличением содержания наполнителя.

Лютеций-алюминиевый гранат, активированный церием (LuAG: Ce), были получены материалы, содержащие функциональные материалы (SiO2 и MgO). Эти материалы используются в светодиодах, и им требуется высокая теплопроводность, чтобы минимизировать термическое старение. Функциональные материалы были добавлены для увеличения теплопроводности, а также люминесцентных свойств этих материалов. Было обнаружено, что SiO2 не улучшал люминесцентные свойства, но MgO улучшал эти свойства.Было обнаружено, что материалы, содержащие MgO, лучше других сохраняют свои свойства. Авторы заявляют, что MgO может быть полезной добавкой в ​​мощных светодиодах следующего поколения.

Углеродные нанотрубки (УНТ) обладают чрезвычайно высокой теплопроводностью и могут повышать теплопроводность полимерной матрицы при использовании в качестве добавки. Предыдущие исследования показали, что случайная ориентация УНТ в полимерных матрицах дает гораздо более низкое значение теплопроводности, чем определенное направление ориентации.В рамках этого проекта проводились испытания теплопроводности масел и полимеров с добавлением УНТ с использованием Hot Disc TPS 2500S. Результаты были обнадеживающими: теплопроводность композитов линейно увеличивалась с количеством добавленных УНТ. Самопроизвольное выравнивание УНТ в жидкокристаллической полимерной матрице привело к значительному увеличению температуропроводности. Исследователи пришли к выводу, что УНТ являются эффективным наполнителем для увеличения теплопроводности композитов и улучшения их тепловых характеристик.

В этой статье исследуются полимерные композиты и их термические характеристики, такие как их высокая теплопроводность и превосходная термическая стабильность. Эти характеристики очень желательны, поскольку они могут широко применяться в электронной, медицинской, производственной и т. Д. Отраслях промышленности. Теплопроводность изучалась с использованием различных источников, включая метод переходных плоских источников (TPS) / Hot Disc. После проведения нескольких исследований теплопроводных полимерных композитов было определено, что существуют некоторые ключевые научные проблемы и технические трудности, которые необходимо решить, и что необходимо провести дальнейшие исследования их использования.

Эта статья посвящена созданию нового композитного материала с фазовым переходом, парафин-диоксид кремния (SiO2) / оксид графена (GO), с помощью двухэтапного процесса для потенциального использования в качестве теплоносителя в солнечных коллекторах прямого поглощения. Полученный композит состоит из сферических капсул и содержит GO, внедренный в оболочку SiO2. Испытания на теплопроводность с помощью Hot Disc TPS 2500 S показали, что композиты обладают превосходными термическими характеристиками и стабильностью.Суспензия с фазовым переходом, созданная путем диспергирования композита в воде, имела высокую теплопроводность и теплоемкость в дополнение к способностям фото-термического преобразования. Авторы предполагают, что это может быть хорошим потенциальным материалом для хранения солнечной энергии для солнечных коллекторов.

Небольшое количество отслоившихся чешуек Ti3C2 для значительного увеличения теплопроводности бумаги из нитрида бора за счет сборки хорошо продуманного интерфейса.

Быстрое развитие электронного оборудования привело к ужесточению требований к материалам для терморегулирования.Традиционные полимерные композиты не могут удовлетворить эти требования из-за их низкой теплопроводности (TC). Быстрое развитие двумерных (2D) наноматериалов с высокой внутренней TC открывает перед нами новые возможности для получения композитов с высокой теплопроводностью. В нашей работе небольшие количества расслоенного Ti ₃ C ₂ T _x нанолистов были выбраны для взаимодействия с нанолистами нитрида бора для создания иерархически слоистых композитных пленок с помощью вакуумной фильтрации.Мы обнаружили, что небольшие количества Ti ₃ C ₂ T _x изменяют ТП в плоскости композитной пленки. Наши экспериментальные результаты показывают, что когда массовое содержание Ti ₃ C ₂ T _x в гибридных наполнителях составляет 5%, эта композитная пленка обладает исключительно высокой теплопроводностью в плоскости. до 52,4 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ и при этом сохраняет хорошие электроизоляционные свойства.Кроме того, что более интересно, небольшая добавка Ti ₃ C ₂ T _x может одновременно улучшить прочность на разрыв и деформацию разрушения пленки. Мы связываем улучшение теплопроводности с хорошо продуманным интерфейсом, собранным MXene. Поэтому эта отдельно стоящая композитная пленка имеет огромное прикладное значение в высокоинтегрированных электронных устройствах.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент.