Теплопроводность дерево: Теплопроводность древесины и других строительных материалов

Теплопроводность древесины и других строительных материалов

Часто наши заказчики задаются вопросами: тепло ли будет в доме из дерева? Какая толщина стен необходима для того, чтобы дом был теплым? Какую породу древесины выбрать для строительства дома или бани? Для того, чтобы аргументировано ответить на эти вопросы, мы разместили на нашем сайте таблицы из строительного справочника (см. ниже), в которых приведен коэффициент теплопроводности различных пород древесины, а также других строительных материалов. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем лучше материал удерживает тепло.

Из приведенных ниже таблиц можно сделать следующие выводы:

Лучше всего сохраняет тепло кедр, затем идет ель, далее лиственница и только потом сосна. Это не означает, что дом из сосны будет холодным. Это означает, что при прочих равных условиях (диаметр бревна, влажность древесины, подгонка и утепление межвенцовых стыков), сосна проиграет по теплопроводности кедру и лиственнице.

Стена из древесины сосны, толщиной 100 мм эквивалентна по теплопроводности стене из кирпичной кладки, толщиной 580 мм или стене из железобетона толщиной 1130 мм.

Межвенцовый джутовый утеплитель в 3,5 раза лучше удерживает тепло, чем древесина сосны. То есть стыки между бревнами, при условии плотного заполнения их джутовым утеплителем, будут самым «теплым местом» в стене.

При условии плохой герметизации межвенцовых стыков, в тех местах, где возможно образование инея, теплопотери будут в 3 раза выше, чем через деревянную сосновую стену.

Использование металлических нагелей (шкантов) не допустимо, так как теплопотери через них будут в 350 раз (!) выше, чем через деревянные шканты.

Подытоживая все вышесказанное можно отметить, что деревянный дом будет теплым, при соблюдении правильной геометрии бревен, качественном монтаже сруба и хорошем утеплении межвенцовых стыков.

Не все, доступные для строительства, породы древесины имеют одинаковую теплопроводность, то есть одни породы древесины лучше сохраняют тепло, а другие хуже. Эти характеристики древесины необходимо учитывать при выборе материала для строительства дома или бани.

Кроме коэффициента теплопроводности, древесина обладает и другими качественными показателями. Кедр, например, имеет благородный красноватый цвет, приятный аромат. Кроме этого его древесина мягче (лучше обрабатывается) всех остальных хвойных деревьев. Как уже упоминалось, кедр – самое «теплое» дерево.

Лиственница – самое тяжелое хвойное дерево, произрастающее в России. Древесина свежесрубленной лиственницы тяжелее воды, то есть тонет в воде. При этом, распространенное мнение, что дом из лиственницы будет холодным не верен, так как теплопроводность лиственницы хуже (она «теплее»), например, сосны. Кроме того, древесина лиственницы меньше других пород подвержена гниению, а также имеет очень красивую структуру.

Сосна – самое распространенное дерево в России. Это хороший и самый доступный материал для строительства дома или бани. Сосна хорошо обрабатывается, ее древесина имеет красивую структуру и будет долго радовать своим видом ценителя природной красоты.

Теплопроводность древесины (при -30/+40°C):

Древесина

λ, в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК)

Береза

150

Дуб (поперек волокон)

200

Дуб (вдоль волокон)

400

Ель

110

Кедр

95

Клен

190

Лиственница

130

Липа

150

Пихта

150

Пробковое дерево

45

Сосна (поперек волокон)

150

Сосна (вдоль волокон)

400

Тополь

170

Теплопроводность строительных материалов (при -30/+40°C):

Стройматериалы

λ, в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК)

Алебастр

270 — 470

Асбест волокнистый

160 — 240

Асбестовая ткань

120

Асбест (асбестовый шифер)

350

Асбестоцемент

1760

Асфальт в крышах

720

Асфальт в полах

800

Пенобетон

110 — 700

Бакелит

230

Бетон сплошной

1750

Бетон пористый

1400

Битум

470

Бумага

140

Железобетон

1700

Вата минеральная

40 — 55

Войлок строительный

44

Гипс строительный

350

Глинозем

2330

Гранит, базальт

3500

Грунт сухой глинистый

850 — 1700

Грунт сухой утрамбованный

1050

Грунт песчаный сухой =0% влаги /
очень мокрый =20% влаги

1100 — 2100

Грунт сухой

400

Гудрон

300

Железобетон

1550

Известняк

1700

Камень

1400

Камышит

105

Картон плотный

230

Картон гофрированный

70

Кирпич красный

450 — 650

Кладка из красного кирпича на

цементно-песчаном растворе

810

Кирпич силикатный

800

Кладка из силикатного кирпича на
цементно-песчаном растворе

870

Кладка из силикатного
одиннадцатипустотного кирпича

810

Кирпич шлаковый

580

Кладка из керамического
пустотного кирпича (1300 кг/м3)

580

ПВХ поливинилхлорид — «сайдинг»

190

Пеностекло

75 — 110

Пергамин

170

Песчаник обожженный

1500

Песок обычный

930

Песок 0% влажности — очень сухой

330

Песок 10% влажности — мокрый

970

Песок 20% влажности — очень
очень мокрый

1330

Плитка облицовочная

10500

Раствор цементный

470

Раствор цементно-песчаный

1200

Резина

150

Рубероид

170

Сланец

2100

Стекло

1150

Стекловата

52

Стекловолокно

40

Толь бумажный

230

Торфоплита

65 — 75

Фанера

150

Шлакобетон

700

Штукатурка сухая

210-790

Засыпка из гравия

360-930

Засыпка из золы

150

Засыпка из опилок

93

Засыпка из стружки

120

Засыпка из шлака

190 — 330

Цементные плиты, цемент

1920

Коэффициенты теплопроводности строительных металлов (при -30/+40°C)

Материал

в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК)

Сталь

52000

Медь

380000

Латунь

110000

Чугун

56000

Алюминий

230000

Дюралюминий

160000

Коэффициенты теплопроводности инея, льда и снега

Материал

в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК)

Иней

470

Лед 0°С

2210

Лед -20°С

2440

Лед -60°С

2910

Снег

1500

Теплопроводность дерева

Теплопроводность является одним из ключевых показателей строительных материалов, используемых для возведения стен, кровли и обустройства напольных покрытий. Теплопроводность материала означает его способность проводить сквозь себя тепло (за счет движения частиц внутренней структуры: молекул, атомов).

Таким образом, теплопроводность каких-либо ограничивающих конструкций (стены, например), влияет на перенос тепла с одной стороны – через материал – на другую. Иными словами, показатель теплопроводности определенного материала влияет на энергетическую эффективность объекта, построенного из данного материала.

В силу климатических особенностей нашей страны, важным показателем качественного жилья является способность сохранять тепло внутри помещений. Если этой способностью жилье не обладает, то первая же зима потребует весьма серьезных затрат на отопление.

Давно замечено, чем плотнее среда – тем лучше теплопроводность, и тем быстрее будут происходить потери тепла. В этом кроется основное противоречие, с которым столкнулось человечество еще на заре осмысленного строительства: чем крепче материал, тем он плотнее. К счастью, древесина представляет собой идеальный баланс данных характеристик. Теплопроводность дерева является низкой (0,12 – 0,4 Вт на кубометр), но при этом древесные материалы отличаются хорошими прочностными показателями. Именно поэтому строительство из дерева получило столь широкое распространение.

Для сравнения, укажем во сколько раз выше теплопроводность других материалов:

  • пустотелый кирпич — в 3 раза;
  • силикатный кирпич – в 8 раз;
  • бетон – в 9 раз;
  • железо – в 11 раз.

Иными словами, для того, чтобы обеспечить такой же уровень теплоизоляции, как у деревянной стены, необходимо возводить стену в 3 раза шире, если вы используете пустотелый кирпич.

Плотность дерева

Плотность стройматериалов

ДСП, ОСП 0,15 железобетон 1,69
древесина твердых пород 0,2 кирпич кремнеземный 0,15
дуб — вдоль волокон 0,23 кирпич пустотелый 0,44
дуб — поперек волокон 0,1 кирпич силикатный 0,81
клен — вдоль волокон 0,37 кирпич сплошной 0,67
клен — поперек волокон 0,15 кирпич шлаковый 0,58
сосна или ель — вдоль волокон 0,18 пенобетон (1000 кг/м3) 0,29
сосна или ель — поперек волокон 0,09—0,15 пенобетон (300 кг/м3) 0,08
сосна смолистая (600. ..750 кг/м3, 15% влажности) 0,23 пенопласт 0,037-0,05
опилки древесные 0,070—0,093 поролон 0,04
фанера клееная 0,12 стекловата 0,05

Отметим, что теплопроводность древесины меняется под воздействием некоторых факторов. Основным из них является влажность.

Рассмотрим механизм подробнее.

Причина относительно низкой теплопроводности дерева кроется в его волокнистой структуре. Между волокнами имеются пустоты, которые заполнены воздухом. Так как воздух отличается весьма малой плотностью, это и обеспечивает высокий показатель теплоизоляции.

Если же влажность древесины увеличивается, то пространство между волокнами заполняются влагой. Плотность воды выше (примерно в 25 раз) плотности воздуха, а потому и теплопроводность сырой древесины выше.

Кстати, на похожем принципе пустот создан целый ряд новых материалов, как правило, относящихся к группе вспененных полимеров, которые имеют очень низкий показатель теплопроводности (пенопласт).

Так же теплопроводность дерева зависит от сорта древесины. Скажем, дуб является более плотным, чем сосна, поэтому его теплопроводность выше. Так же теплопроводность любой древесины выше в направлении вдоль волокон, что следует учитывать при отделочных работах.

К слову, аналогично теплопроводности изменяется и звукопроводимость дерева: чем выше плотность и влажность, тем лучше передается звук.

Коэффициент теплопроводности — Дерево

вернуться в на страницу «Коэффициент теплопроводности»

Коэффициент теплопроводности материалов — Дерево и изделия из него

Согласно: СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Приложение Т (справочное). Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий.
Начало таблицы

Материал Характеристики материалов в сухом состоянии Расчетные характеристики материалов при условиях эксплуатации конструкций А и Б
плот-
ность ρ0, кг/м3
удельная тепло-
емкость С0, кДж/
(кг·°С)
тепло-
провод-
ность λ0, Вт/
(м·°С)
влажность, w, % тепло-
проводность λ, Вт/(м·°С)
тепло-
усвоение  s(при периоде 24 ч) , Вт/(м2·°С)
паро-
прони-
цаемость μ, мг/(м·ч·Па)
А Б А Б А Б А, Б
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Дерево и изделия из него
192 Сосна и ель поперек волокон 500 2,3 0,09 15 20 0,14 0,18 3,87 4,54 0,06
193 Сосна и ель вдоль волокон 500 2,3 0,18 15 20 0,29 0,35 5,56 6,33 0,32
194 Дуб поперек волокон 700 2,3 0,1 10 15 0,18 0,23 5,0 5,86 0,05
195 Дуб вдоль волокон 700 2,3 0,23 10 15 0,35 0,41 6,9 7,83 0,3
196 Фанера клееная 600 2,3 0,12 10 13 0,15 0,18 4,22 4,73 0,02
197 Картон облицовочный 1000 2,3 0,18 5 10 0,21 0,23 6,2 6,75 0,06
198 Картон строительный многослойный 650 2,3 0,13 6 12 0,15 0,18 4,26 4,89 0,083

Примечания

Теплопроводность древесины — Энциклопедия по машиностроению XXL

Теплопроводность древесины невелика и зависит от влажности, плотности и направления волокон, с увеличением первых двух факторов теплопроводность возрастает. Вдоль волокон теплопроводность примерно в три раза выше, чем поперек волокон.  [c.232]

Тепловое старение резины 242 Теплоемкость древесины 232 Теплоизоляционная асбестовая бумага 267 Теплопроводность древесины 232 Теплостойкость пластмасс 152, 153, покрытий (см. термостойкость покрытий) 191, резины 242 Тербий 108  [c.346]


В результате низкой теплопроводности древесины приток тепла в рабочую зону сократился, а вместе с тем упало и рабочее давление с 200—180 до 150—140 атм. При этом прекратился износ плунжера из нержавеющей стали.  [c.312]

Физические свойства сосны плотность — от 490 до 750 кг/м пористость — от 46 до 85% электропроводность — от 10″ до 10 Ом м (электропроводность сырой древесины уменьшается примерно в 10 раз) диэлектрическая проницаемость — от 19 до 33 пФ/м, теплопроводность — от 0,15 до 0,33 Вт/(м-К). Низкая теплопроводность древесины объясняется тем, что дерево имеет много пор, заполненных древесиной.[c.243]

При сильном понижении температуры объем наружных слоев древесины значительно уменьшается, тогда как объем внутренних слоев мало изменяется вследствие малой теплопроводности древесины. Поэтому в наружных слоях возникают большие напряжения, которые разрывают Волокна. Весной трещина закрывается и обрастает годичным слоем древесины, причем этот слой у трещины получает местное расширение вследствие раздражения прилегающих к ней клеток.  [c.13]

Приведены коэффициенты теплопроводности древесины в направлении, перпендикулярном к волокнам. Экспериментально установлено, что теплопроводность вдоль волокон в два-три раза выше теплопроводности перпендикулярно к волокнам. Значения X приведены для содержания воды в древесине 12% веса сухой древесины, что соответствует среднему влагосодержанию древесины в воздухе с влажностью 60% при комнатной температуре. Коэффициент теплопроводности сухой древесины X %0,0232+0,174 р, вт1(м-град), где р — плотность древесины, 1см .[c.270]

Теплопроводность древесины зависит от объёмного веса и влажности древесины и неодинакова в разных направлениях, так, например, коэфициент теплопроводности при 2 С,вдоль волокон равен для сосны и пихты 0,0003, для дуба 0,00058, а поперёк волокон для сосны и пихты 0,01/01 кал см сек ° С.  [c.291]

Теплопроводность древесины невелика и зависит от влажности, плотности и направления волокон, с увеличением первых двух факторов теплопроводность возрастает. Вдоль волокон теплопроводность примерно в три раза выше, чем поперек волокон. Коэффициент теплопроводности сосны вдоль волокон 0,00030 кал см сек °С, В радиальном и тангенциальном 0,00010 кал см сек °С.  [c.339]


Теплопроводность древесины возрастает с увеличением плотности я влажности.  [c.82]

Вследствие незначительного коэффициента термического расширения древесины в деревянных конструкциях не требуется предусматривать температурные швы, обязательные в металлических, бетонных и других конструкциях. Благодаря малой теплопроводности древесины, обусловленной ее значительной пористостью, стены деревянных строений могут иметь небольшую толщину (примерно в 2—5 раз меньшую, чем кирпичные стены). Древесина хорошо поддается механической обработке деревянные детали легко соединяются гвоздями.  [c.133]

Теплопроводность древесины зависит от объемного веса и влажности древесины и неодинакова в разных направлениях,так, например, коэффициент теплопроводности при 20″ С вдоль волокон равен для сосны и пихты 0,0003, для дуба 0,00058, а поперек волокон для сосны и пихты 0,0001 кал см X сек° С.  [c.334]

Удельная теплоемкость сухой древесины составляет для всех пород примерно 1,7-1,0 Дж/(кг К). Теплопроводность древесины невелика.  [c.796]

Теплоёмкость скоропортящихся продуктов 541 Теплопроводность древесины 679  [c.795]

Зависимость величины коэффициента теплопроводности от направления теплового потока наблюдается только у анизотропных материалов. Для иллюстрации этой зависимости в табл. 4 приводятся коэффициенты теплопроводности древесины в зависимости от направления теплового потока. Данные таблицы по-  [c.28]

Увеличением коэффициента теплопроводности древесины при потоке тепла вдоль волокон объясняется резкое понижение температуры в наружных углах деревянных бревенчатых или брусковых стен.  [c.29]

При выборе значений коэффициента теплопроводности древесины необходимо учитывать расположение дерева в конструкции и направление теплового потока, например, для деревянного дощатого пола коэффициент теплопроводности древесины будет меньше, чем для пола из торцовых шашек, так как в первом случае поток тепла имеет направление, перпендикулярное волокнам древесины, а во втором — параллельное им.  [c.29]

Устройством на наружной поверхности угла утепляющих пилястр (рис. 50, д) — обычно в деревянных домах. В брусчатых и рубленых домах эта мера имеет особенно большое значение при рубке стен в лапу, в этом случае пилястры защищают угол от излишней потери тепла по торцам бревен вследствие большей теплопроводности древесины вдоль волокон. Ширина пилястр, считая от наружной грани угла, должна быть не менее полуторной толщины стены. Пилястры должны иметь достаточное термическое сопротивление (ориентировочно не менее / = = 0,25 град-м —ч ккал, что соответствует деревянным пилястрам из А -мм досок). Дощатые пилястры на углах стен, рубленных в лапу, желательно ставить на слой утеплителя.  [c.170]

В настоящей главе приведены теплопроводности некоторых технических сталей и сплавов (табл. 15.7— 15.16), полупроводников (табл. 15.17), совершенных диэлектрических монокристаллов (табл. 15.18), стекол (табл. 15.19), огнеупорных материалов и высокотемпературных композиций ядерного топлива (табл. 15.20— 15.24), строительных и теплоизоляционных материалов, древесины, горных пород и прочих веществ (табл. 15.25— 15.29).  [c.339]

В качестве тепловой изоляции применяют материалы с низким значением теплопроводности и достаточно стабильными другими физическими характеристиками. Теплоизоляционные материалы изготовляют как из органического, так и неорганического сырья. К сырью органического происхождения относятся шерсть, хлопок, древесина и т. д., а неорганического — асбест, шлак, глина, песок и т, д.  [c.293]

Исследование червячных передач с колесами из древесно-слоистого пластика. В поисках заменителя оловянистых бронз некоторые заводы стали применять в качестве материала червячных колес древесно-слоистый пластик (ДСП). Достоинством этого материала, как указывается в литературе, по сравнению с другими пластическими массами являются высокая механическая прочность, низкий коэффициент трения, хорошая износостойкость, доступность основного материала (древесины) и сравнительно невысокая стоимость. Весьма низкая теплопроводность является недостатком пластика как материала для червячных колес, поскольку затрудняется отвод тепла из зоны зацепления в окружающее пространство.  [c.64]

Тепловые свойства древесины определяются её теплоёмкостью, теплопроводностью и тепловым расширением.  [c.281]


Отсюда следует, во-первых, что q можно трактовать (см. рис. 1-1) как тепловую нагрузку элемента поверхности, повернутого на произвольный угол ср относительно изотермы, и, во-вторых, что эта нагрузка пропорциональна производной от температуры по нормали к данному элементу. Очевидно, наибольшая тепловая нагрузка имеет место для элемента, лежащего на изотермической поверхности. Здесь, как и в дальнейшем, не затрагиваются усложненные анизотропией случаи теплопроводности. Для таких веществ, как древесина, слюда и т. п., коэффициент теплопроводности зависит от направления, берущего начало из данной точки, и поэтому простое правило косинусов для получения составляющей несправедливо.  [c.13]

Классификация термоизоляций и используемых в них термоизоляторов может быть построена по различным принципам [1-3]. Среди монолитных термоизоляторов обычно выделяют [3] твердые органические вещества (из которых наименее и наиболее теплопроводными являются технический каучук и волокна древесины, причем их теплопроводности различаются в 3-4 раза) природные каменные материалы (кварц более чем в 10 раз превосходит по теплопроводности мел) кристаллические неметаллические вещества (у алмаза теплопроводность в 500 раз выше, чем у хлората натрия).[c.7]

Древесно-слоистые пластики отличаются от исходной древесины и фанеры большей плотностью (1250…1330 кг/м ) и высокими механическими свойствами предел прочности при растяжении вдоль волокон рубашки 140…260 МПа, при изгибе — 150…280 МПа удельная ударная вязкость — 3…8 МПа имеют высокое сопротивление истиранию. ДСП обладают высокой теплостойкостью и низкой теплопроводностью — 0,16…0,28 Вт/(м К) водопоглощение за 24 ч — 5…10%. Эти пластики немагнитные, стойки к действию масел, растворителей, моющих средств, но чувствительны к влаге.  [c.368]

Достоинствами древесины являются относительно высокая прочность малая объемная масса и, следовательно, высокая удельная прочность хорошее сопротивление ударным и вибрационным нагрузкам малая теплопроводность и, следовательно, хорошие теплоизоляционные  [c.249]

Для древесины малые различия между величинами коэффициента теплопроводности а, измеренными для тангенциального и радиального направлений, позволяют утверждать, что и для всех направлений поперек волокон эти различия практически отсутствуют, так как направления главных осей симметрии совпадают для тензора второго ранга с направлениями, для которых величины компонентов тензора являются экстремальными.[c.237]

С другой стороны, для таких веществ, как древесина, коэффициенты теплопроводности которой К2 и Кз в направлениях л О, г системы цилиндрических координат [70] (т. е. в направлении по лучам, кольцам и по оси дерева) неодинаковы, тепловые потоки в указанных направлениях соответственно равны  [c.46]

Рис. 18. Теплопроводность прессованной древесины вдоль волокон в зависимости от объемного веса, температуры и пропитки смазочными маслами
Древесина обладает значительной прочностью, легко обрабатывается инструментом, имеет малый коэффициент звуко-, электро-и теплопроводности и небольшую объемную массу. Однако натуральная древесина легко загорается, подвержена гниению, изменению объема и короблению при изменении влажности, она обладает различной механической прочностью вдоль и поперек волокон и пр.  [c.682]

Объемный вес древесины хвойных пород ири воздушно-сухом состоянии 500—610 кз/ж , коэффициент теплопроводности при потоке тепла параллельно волокнам 0,38—0,45, а при перпендикулярном — 0,14 — —0,15 ккал/м час град при температуре 20° С.  [c.120]

Т еплоем кость абсолютно сухой древесины в зависимости от температуры t определяют по формуле С = 0,374 + 0,00066 t ккал1кг-град при влажности 20% С =0,5 0,6. Древесина обладает слабой теплопроводностью, которая возрастает при увлажнении и повышении температуры. Теплопроводность древесины вдоль волокон выше, чем поперек, приблизительно в 2,5 раза. При влажности 12—14% теплопроводность поперек волокон для хвойных пород равна 0,09— 0,14, для дуба 0,15 ккал1м-ч°С.  [c.293]

Теплопроводность древесины невелика и зависит от объемного веса, влажности и напра15ления теплового потока по отношению к волокнам. Она находится в прямой зависимости от объемного веса. Коэффициент теплопроводности  [c.22]

Тепло1троаод1юсти дрепесины приведены в направлении, перпендикулярном волокнам. Теплопроводность вдоль волокон в 2—3 рлза выше теплопроводности поперек волокон. Влажность материалов 7 — 10%. Теплопроводность сухом древесины, Вт/(м-К), можно оценить по формуле X 0,0232 -)- 0,174 у, где 7 — плотность дренесины, г/см .  [c.360]

Натуральная древесина, несмотря на развитие синтетических материалов и пластмасс, является в зонах благоприятного использования ценным непревзойденным конструкционным материалом по высокой прочности и декоративности, сочетающимся с небольшой плотностью, теплоемкостью, теплопроводностью, электропроводностью. Она хорошо сопротивляется воздействию газов и других агрессивных сред и ртличается хорошей обрабатываемостью и невысокой стоимостью. К недостаткам древесины относятся большая анизотропность механических свойств и большая их изменчивость в зависимости от влажности.  [c.231]

Древесноволокнистые плиты (ГОСТ 4598—60) изготовляют из древесного волокна (размельченной древесины) с добавками свя-зуюш,их составов. Подразделяют на сверхтвердые (плотность 950 кг/ж и прочность на изгиб 500 кПсм ), твердые (850 и 400), полутвердые (400 и 150), изоляционно-отделочные (300 и 20) и изоляционные (250 и 12), предназначенные для работ в конструкциях, защищенных от увлажнения. Для плит двух последних видов нормируется коэффициент теплопроводности — соответственно 0,08 и 0,06 ккал1м° С. ч.  [c.238]

Пластические массы типа текстолит, пластифицированная древесина типа лигнофоль идут на изготовление шестерён привода от электродвигателей. Из пластмасс также изготовляются ручки, кнопки и тому подобные детали, к которым предъявляются требования коррозийной устойчивости и малой теплопроводности. Прокладки, кольца и другие уплотнители изготовляются из маслосюй-кой резины.  [c.23]


Подсчитанные по формуле (11) длительности периодов удаления влаги под влиянием избыточного давления пара и этапов этих периодов дали вполне удовлетворительные результаты (рис. 7), что оправдывает упрощения, внесенные в расчетную схему. Коэффициенты теплопроводности можно выбирать по данным К. Р. Кантера (Л. 1], принимая в качестве расчетных среднее влагосодержание древесины  [c.195]

Текстолит, ДСП (древесно-слоистый пластик) и прессованную древесину используют в подшипниках для тяжелого машиностроения. Полимерные самосмазывающиеся материалы на основе полиамидов, полиацетилена, политетрафторэтилена и различных смол используют для подшипников, ра ающих в температурном диапазоне 200… + 280°С при значительных скоростях скольжения. Фторопласты (полимеры и сополимеры галогенопроизводных, этилена и пропилена) обладают хорошими антифрикционными свойствами, химической инертностью, но высоким коэффициентом линейного расширения и низким коэффициентом теплопроводности. Подшипники с резиновыми вкладышами хорошо работают с водяной смазкой.  [c.464]

Различают Ф. необрезную и обрезную, подвергнутую после склеивания обрезке и сортировке. По виду отделки Ф. выпускается шлифованная или циклеванная и тисненая, а по форме плоская и фасонная. Физико-механич. св-ва Ф. характеризуются влажностью, влагоемкостью, объемным весом, теплоемкостью, теплопроводностью, звукопроводностью и др. Влажность Ф., склеенной смоляными клеями и бакелитовой пленкой, должна быть не выше 12%, а склеенной белковыми клеями сухим горячим способом — не выше 15%. Вла-гоемкость Ф. зависит от влажности и темп-ры воздуха и неск. ниже влагоемко-сти древесины. Объемный вес клееной Ф. зависит от породы древесины, режимов склеивания, рода клея, толщины и числа слоев.  [c.392]

Теплоемкость Ф. близка к теплоемкости массивной древесины. Коэфф. тенлопро-водности Ф, несколько меньше коэфф. теплопроводности массивной древесины и его можно принять равным для клеено] Ф. 0,095 ккал/м -час-°С.  [c.392]

Принцип лазерной резки заключается в том, что остросфокусирован-ный лазерный луч иащавляют на поверхность материала. Под его воздействием металл быстро расплавляется. Пары и жидкий металл удаляются из зоны резания потоком инертного газа, кислорода или воздуха. Применение кислорода позволяет значительно повысить скорость и качество резки За счет получения дополнительного тепла в ходе экзотермической реакции кислорода с материалом. Пригодность материалов к лазерной резке зависит от степени поглощения ими лазерного излучения, а также их теплопроводности. Хорошо поддаются лазерной резке неметаллы — керамика, кожа, ткань, древесина ИТ, п. практически не поддаются ей материалы с высоким коэффициентом отражения и высокой теплопроводностью — медь, латунь, золото, серебро и т. п.  [c.287]

Органосиликатные композиции ОС-12-01 и ОС-12-03 поставляются заводом-изготовителем в комплекте с от-вердителем — полибутилтитанатом. Покрытия, образованные этими композициями, переводят древесину в категорию трудновоспламеняемегх материалов (при толщине не менее 250 мкм), обладают малой водопроницаемостью и теплопроводностью, значительной термо- и морозостойкостью. Они выдерживают резкие перепады температур (от —60 до +600 °С), их можно наносить при нормальных и пониженных (до —20 X) температурах. Недостатком покрытий является невысокая механическая прочность.  [c.119]


Мы все знакомы с относительной теплопроводностью дерева. Вернее будет сказать, с его не-теплопроводностью, поскольку


Образ «тёплого» дерева вполне объясним с точки зрения теории теплопроводности. Ощущение теплоты или холода зависит не только от температуры предмета, к которому мы прикасаемся, но и от скорости, с которой он передаёт или отбирает тепло нашей кожи. К примеру, если вы касаетесь холодного металла, то он отбирает тепло в сотни раз быстрее, чем холодное дерево. Хотя их температура и одинакова, ваши ощущения таковы: дерево теплее. Именно поэтому в течение многих столетий дерево используют в качестве материала для изготовления ружейного ложа, сидений и рукояток инструмента. Сравнительные значения теплопроводности различных материалов приведены в таблице:

Приблизительные термические свойства различных материалов
Материал  К*   R**
Воздух  0.16  6.25
Вода  0.25
Лёд  15  0.07
Стекло  5   0.2
Кирпич  4.5  0.22
Бетон  7.5  0.13
Мрамор  17  0.06
Сталь  310  0.003
Алюминий  1400   0.0007
Теплоизоляция (стекловата, мин. вата, пенополиуретан, и т.д.)  0.2 — 0.3  3.3 — 5.0
Дерево (сухое, в направлении перпендикулярно волокну)   0.4 — 1.2 0.8 — 2.5

* К – коэффициент теплопроводности (выраженный как количество BTU, проходящих через материал в час, на дюйм толщины, на квадратный фут поверхности, на разницу в градусах температуры по Фаренгейту между тёплой и холодной стороной.
** R =1/К – тепловое сопротивление материала, представляет собой теплоизоляционное качество материала

Очевидно, что чем выше значение R, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Приведённые в таблице значения для дерева показывают разницу между свойствами различных пород в сухом виде. Вообще, теплопроводность дерева зависит от его плотности и уровня влажности следующим образом:

К = S ( 1,39 + 0.028 MC ) + 0.165

где К – коэффициент теплопроводности в BTU/ft2/0F/hr/in., S – плотность, а МС – уровень влажности в %. Т.е. увеличение плотности и уровня влажности ведёт к повышению теплопроводности, или к потере теплоизоляционных качеств.

Для большинства хвойных пород, применяемых в строительстве, значение К будет равно или чуть меньше 1, а значение R чуть больше 1. Например, для еловой доски с плотностью 0.40 и средним уровнем влажности в 10 %,

К = 0.40 ( 1.39 + 0.028 х 10 ) + 0.165 = 0.833

Принимая во внимание критическое состояние наших энергетических ресурсов, понятно, что потеря тепла в зданиях и сооружениях – серьёзная забота. Из данных, приведённых в таблице, отчётливо видно, что дерево – лучший теплоизолятор, чем другие строительные материалы. Оно в семь раз эффективней бетона, в 300 раз эффективней стали и в 1400 раз эффективней алюминия той же толщины. Хотя материалы, производимые специально для теплоизоляции (стекловата, минеральная вата, пенополиуретановая пена и т.п.) и превосходят дерево по своим свойствам в три-четыре раза, во многих случаях, особенно там, где требуются прочность, красота и теплоизоляция, дерево остаётся приемлемым компромиссом и логическим выбором.

Значение К для воды составляет 4, а для льда –15, из чего можно сделать вывод, что для того, чтобы сохранить теплоизолирующий потенциал, дерево и другие материалы необходимо поддерживать в сухом состоянии.

 

 

 

Теплопроводность дерева — Справочник химика 21

    С обрабатываемыми стеклянными деталями следует обращаться с осторожностью. Детали должны укладываться на чистом столе, покрытом материалом с низкой теплопроводностью (дерево, графит и т. п.). Недопустимо располагать стеклянные детали вблизи от металлических инструментов (молоток, отвертка и т. п.). При контакте нагреваемого стекла с материалами, обладающими высокой теплопроводностью (например, металлическими изделиями), происходит быст рое местное охлаждение стеклянного изделия, что вызывает образование в нем внутренних напряжений. Кроме того, контакт с инструментами может привести к появлению на поверхности стекла царапин, что впоследствии приводит к поломке стекла. [c.91]
    Неодинаковостью структуры некоторых материалов в разных направлениях объясняется анизотропность этих материалов. Так, теплопроводность дерева вдоль волокон почти вдвое больше, чем поперек волокон. Для теплопроводности материала имеет значение также величина контактных площадок между отдельными частицами материала чем эти площадки будут больше, тем выше будет и коэффициент теплопроводности материала. [c.84]

    Неодинаковостью структуры некоторых материалов в разных направлениях объясняется анизотропность этих материалов. Так, теплопроводность дерева вдоль волокон почти вдвое больше, чем поперек волокон. При очень мелких порах материал по своей структуре приближается к однородному телу, в этом случае теплопроводность по оболочкам приобретает большое значение. Это означает, что материалы должны иметь свои оптимальные размеры пор и оптимальную объемную массу, которым соответствует минимальный для данного материала коэффициент теплопроводности. Такого рода закономерность наблюдается, например, при укладке сыпучих или волокнистых материалов при различной степени их уплотнения. Если материал уложен недостаточно плотно, то возрастает конвективный и радиационный теплообмен, что приводит к повышению теплопроводности. [c.64]

    Пример. Сосновую доску после окраски сушат односторонним облучением инфракрасными лучами. Толщина доски — 5 см, теплопроводность дерева Л = = 0,13 ккал/м-час-°С, удельный вес т = 550 кГ/м , удельная теплоемкость с = = 0,38 ккал/кГ -°С, коэффициент поглощения краски а = 0,78. Используются лампы, дающие на поверхности доски излучение = 2000 ккал/м» час. Начальная температура доски = 20°. Во время нагревания вдоль обеих поверхностей доски продувается воздух с температурой 20°. По скорости воздуха определен коэффициент конвекции й = 10 ккал/м час С. [c.393]

    С = 70° С I = 4 600 кг/мс. Периметр ограждения 18 л высота 3,5. и р — Зазор между стенками 70 мм. Стенки деревянные — тес, толщиной 18 мм. Для наблюдения за работой сушилки в ограждении сделаны остекленные окна, занимающие 20% от поверхности ограждения. Теплопроводность дерева 0,12 ккал м час °С, толщина стекла 2 мм, теплопроводность его 0,67 ккал м час °С. Коэффициент теплоотдачи снаружи стенки 1 = 10 ккал м» чаЬ °С, со стороны зазора между стенками а, = 20 ккал м час С. [c.33]

    Достоинства деревянных скоб 1) малый вес например, деревянная скоба для размера 1500 мм весит 5—6 кг, вес такой же скобы из листовой стали равен примерно 25 кг 2) слабая восприимчивость к изменению температуры, так как коэффициент теплопроводности дерева примерно в 150 раз меньше, чем коэффициент теплопроводности стали благодаря этому размеры деревянных инструментов при измерении практически не меняются (при измерении больших размеров это имеет существенное значение) 3) дешевизна и доступность изготовления их на любом заводе. [c.158]


    Теплопроводность. Следует отметить, что коэффициент теплопроводности Я необязательно должен быть постоянным. В действительности теплопроводность является функцией температуры для всех фаз, а в жидкостях и газах зависит также от давления, особенно вблизи к критическому состоянию. Теплопроводность в дереве и кристаллах также заметно меняется от иаиравлеиия. Так, например, теплопроводность в дереве поперек волокна по сравнению с теплопроводностью дерева вдоль волокна изменяется на множитель от 2 до 4. [c.49]

    При получении небольших партий лзделий применяют, как правило, необогреваемые пуансоны, изготовляемые из материала с низкой теплопроводностью (дерево, пластмасса). Однако в результате соприкосновения холодного пуансона с листом термопласта темп-ра соответствующих участков заготовки все же снижается. Следствием этого м. б. появление пятеи на изделии, а также несколько большая толщина его дна по сравнению с толщиной стенок. При использовании металлич. обогреваемого пуансона материал ири вытяжке проскальзывает по пуансону и распределяется по его поверхности более равномерно. Темп-ра пуансона должна быть ниже темп-ры, ири к-рой лист термопласта начинает прилипать к нему, т. к. в противном случае резко ухудшается взаимное проскальзывание пуансона и формуемой заготовки. [c.328]

    Устройство кузова и способы охлаждения авторефрижераторов. Кузов авторефрижератора должен быть прочным, иметь малый вес и малый коэффициент теплопередачи он состоит из каркаса, наружной и внутренней обшивок и тепловой изоляции между ними. Каркас кузова — деревянный или металлический внутренняя обшивка— из оцинкованной стали толщиной (0,4-ь0,6) мм, соединенной взамок с пропайкой швов, из бакелитовой фанеры или из облицовочных листов пластмассы внешняя обшивка — из полированного алюминиевого листа толщиной (0,8ч-1,0) мм. В последнее время каркас кузова изготовляется также из легких сплавов алЮ миния. В этом случае для уменьшения тепловых мостиков в местах крепления обшивки ставится промежуточный слой из материала, обладающего малым коэффициентом теплопроводности (дерева, [c.362]

    Каркас кузова во избежание увеличения общего коэффициента теплопередачи не должен иметь большого количества тепловых мостиков и полумостиков [13]. До последнего времени наиболее распространенной конструкцией был кузов с каркасом из деревянных брусков, где влияние тепловых мостиков не так велико ввиду сравнительно малого коэффициента теплопроводности дерева. [c.532]

    Наружную обшивку кузова выполняют из декапированной стали толщиной до 1 мм и из полированного алюминиевого листа. В некоторых конструкциях кузова наружная обшивка является несущей. Внутреннюю обшивку делают из тонколистовой оцинкованной стали толщиной 0,4—0,6 жл1, соединенной в замок и с пропайкой швов. Иногда ее выполняют из бакелитовой фанеры, тонких листов пластмассы и др. В металлических каркасах виутревнюю обшивку кузова крепят к промежуточным деталям, изготовленным из материалов с малым коэффициентом теплопроводности (дерево, пластмассы и др.). Для предохранения внутренней обшивки от повреждения грузами к стенкам крепят деревянные планки, а на полу укладывают съемные или откидывающиеся деревянные или цельнометаллические решетки. Иногда обшивка пола и напольная решетка выполнены в виде единой конструкции из алюминиевых панелей. [c.532]

    Своеобразную группу пластмасс составляют пенопласты и поропласты, так называют пластмассы, обладающие ячеистой, сотовой или пористой структурой. Они могут быть изготовлены на основе различных полимеров, обычно с помощью того или другого процесса, сопровождающегося образованием газообразных веществ. Этот процесс проводят в массе полимера, находящегося в пластичном состоянии. В определенных условиях образующиеся газы остаются в полимере в виде мельчайших пузырьков, при этом, в частном случае, образуется структура высокодисперснои пены. Эти материалы можно рассматривать как пластмассы с газообразным найолнитслсм. ДшОЖсстБО мсльчаишКх пор ли пузырьков газа разделены тонкими перегородками из полимера. Материал, обладаюш-ий такой структурой, чрезвычайно легок (вес 1 от 15 до 500 кг) он имеет малую теплопроводность (в 10— 30 раз меньше теплопроводности дерева, в 2—6 тысяч раз меньше теплопроводности стали) и звукопроводность его невелика. [c.606]


Теплотехнический расчет — XPS Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ

В зависимости от типа строительной конструкции существуют разные виды утеплителей, которые обладают определённым набором технических характеристик. Они варьируются по плотности, весу, теплопроводности и др.

Эта страница поможет наглядно оценить преимущества экструзионного пенополистирола ТЕХНОПЛЕКС для утепления вашего жилища.

Основные показатели, на которые следует обращать внимание при выборе теплоизоляционного материала – это

  • Термическое сопротивление(R), м²×°С/Вт
  • Теплопроводность λ, Вт/(м×°С)
  • Толщина теплоизоляционного материала d, мм

Представленный теплотехнический расчёт доказывает, что при одинаковом термическом сопротивлении разных материалов, именно XPS обладает лучшими показателями теплопроводности при наименьшей толщине материала.

Материал Термическое сопротивление(R), м²×°С/Вт Теплопроводность λ, Вт/(м×°С) Толщина теплоизоляционного материала d, мм
XPS ТЕХНОПЛЕКС 1,72 0,029 50
ПСБ-С 1,72 0,043 75
Минеральная вата (тяжелая) 1,72 0,054 95
Дерево 1,72 0,36 620
Ячеистый бетон 1,72 0,39 670
Кирпичная кладка (кирпич сплошной) 1,72 0,61 1050

ТОЛЩИНА МАТЕРИАЛА


при одинаковом термическом сопротивлении

Таким образом из расчетов видно, что:

  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 1,5 раза лучше, чем теплопроводность ПСБ-С
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 1,9 раз лучше, чем теплопроводность минеральной ваты
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 12,4 раз лучше, чем теплопроводность дерева
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 13,4 раз лучше, чем теплопроводность ячеистого бетона
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 21 раз лучше, чем теплопроводность кирпичной кладки

Расчёт основан на данных:

  • Протокол испытаний №76479-22 от 27.03.2013 г к СТО (ТУ) 72746455-3_3_1-2012 «Плиты пенополистирольные экструзионные ТУ»
  • ГОСТ 15588-86 ПЛИТЫ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫЕ (п.2)
  • ГОСТ 9573-96 плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные (п.3.2)
  • СП 23-101-2004 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (Таблица Д.1)
  • СП 23-101-2004 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (Таблица Д.1)
  • СП 23-101-2004 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (Таблица Д.1)

Исследование теплопроводности древесины хвойных пород

Вы можете спросить, откуда берутся термины древесина твердых и мягких пород? Распространенное предположение связано с плотностью; древесина твердых пород имеет более высокую плотность и, следовательно, более долговечна, и наоборот. На самом деле название происходит от происхождения растения. Деревья лиственных пород прорастают из закрытых семян, называемых покрытосеменными, тогда как деревья хвойных пород растут из открытых семян голосеменных, которые прорастают, когда их переносят ветром. Наряду с различием в происхождении, также присутствует различие в структуре двух типов древесины.Древесина хвойных пород, как правило, имеет длинные линейные трубы для транспортировки воды и прочности ствола, тогда как древесина твердых пород имеет поры. Твердая древесина, такая как дуб и клен, как правило, используется для изготовления деревянных досок и полов из твердых пород дерева, тогда как мягкие породы древесины, такие как мех, сосна и ель, как правило, используются для изготовления пиломатериалов и декоративных элементов.

Рисунок 1 . Сосна используется в самых разных областях, от шпилек и ферм для жилищного строительства (слева) 1 до полов и отделки внутренней части дома (справа) 2 .

В этом эксперименте исследователи из Thermtest намеревались измерить теплопроводность (Вт / м · К) соснового диска при 20 ° C с помощью измерителя теплового потока (HFM). HFM может измерять теплопроводность и тепловое сопротивление плоских изоляционных материалов, таких как пенопласт, твердые частицы и текстиль, с помощью метода устойчивого состояния. HFM измеряет свойства теплопередачи материалов в диапазоне теплопроводности от 0,005 до 0,5 Вт / м · К. Измеритель теплового потока также может моделировать реальные температуры окружающей среды, от низких -20 ° C до горячих 70 ° C, в соответствии со стандартом ASTM C518-15 — Стандартный метод испытаний устойчивых свойств теплопередачи с помощью Аппарат для измерения теплового потока.

Рис. 2. Измеритель теплового потока Thermtest (справа) — это стационарная система теплопередачи, измеряющая теплопроводность и тепловое сопротивление плоских изоляционных материалов, таких как сосна (слева), за одно измерение.

Для начала было выполнено стандартное измерение на образце NIST SRM 1450d аналогичного размера. Затем образец сосны (18,9 мм) был помещен в HFM, и стандартное измерение было загружено в программное обеспечение. Затем параллельные пластины были установлены для автоматической регулировки по высоте образца.В методе автоматической настройки используются четыре цифровых энкодера, по одному в каждом углу верхней пластины, которые выполняют измерения толщины образца в каждом конкретном месте. Затем рассчитывается среднее значение этих значений толщины, и верхняя пластина настраивается на прижимание к образцу до средней толщины.

Две параллельные пластины, по одной с каждой стороны образца, создают устойчивый одномерный тепловой поток через сосновый диск при постоянных, но различных температурах (например, 10 ºC и 30 ºC).Температурный градиент, подобный этому, имитирует потерю тепла изнутри во внешнюю среду дома. Хотя размер камеры HFM может вместить образец размером до 12 «X 12» X 4 «, преобразователи теплового потока расположены в центре верхней и нижней пластин, что позволяет использовать образец любой формы и размера. как 6 «X 6» X 0,4 «. Путем соответствующей калибровки преобразователя (ов) теплового потока со стандартами, а также путем измерения температуры пластин и расстояния между пластинами закон теплопроводности Фурье используется для расчета теплопроводности (λ):

Теплопроводность сосны

Теплопроводность 0.1213 Вт / мК для сосны было результатом измерения HFM. В настоящее время древесина стала альтернативой кирпичу при строительстве домов. Это изменение в строительном материале можно объяснить тем, что теплопроводность древесины хвойных пород составляет примерно 1/7 теплопроводности кирпича. Благодаря более низкой теплопроводности материалов стен потери тепла изнутри сводятся к минимуму в холодную погоду, и в конечном итоге снижаются расходы на отопление.

При использовании HFM пользователи могут рассчитывать на точность лучше 3% и повторяемость в пределах 0.5%. Полученные результаты совпадают с предполагаемой теплопроводностью древесины хвойных пород, равной 0,12 Вт / мК, что подтверждает высокую точность этого прибора. Измеритель теплового потока Thermtest — это простой, быстрый и точный метод измерения теплопроводности материалов за одно измерение в установившемся режиме.

(PDF) Теплопроводность и коэффициент диффузии древесины

В данной статье рассматривается влияние термической обработки на отдельные физические свойства древесины березы. Использовали пять стадий термообработки в диапазоне от 160 ° C до 200 ° C с шагом 10 ° C, с максимальной продолжительностью обработки 3 часа для каждого уровня.В первую очередь отслеживались изменения тепловых характеристик, а именно проводимости, диффузии, эффузии, объемной теплоемкости, изменения параметров цвета и блеска, потери массы из-за модификации и различного содержания влаги в древесине при заданных равновесных климатических условиях. Для измерения тепловых характеристик использовался анализатор ISOMET 2114. Принцип измерения этого анализатора основан на анализе теплового отклика анализируемого материала на импульсы теплового потока. Измерения цвета, блеска, плотности и влажности проводились в соответствии с согласованными стандартами EN.Цель состояла в том, чтобы экспериментально проверить более или менее общеизвестное более позитивное восприятие термообработанной древесины как на ощупь, так и на вид, то есть более теплое восприятие древесины более темных коричневых оттенков. Что касается тепловых характеристик, наиболее интересным результатом является то, что они постепенно уменьшаются с увеличением температуры обработки. Например, при максимальной температуре обработки 200 ° C наблюдается уменьшение теплопроводности на 20,2%, уменьшение объемной теплоемкости на 15,0% и уменьшение эффузии на 17%.7%. Уменьшение теплопроводности практически постоянно на всех уровнях обработки, особенно при этой температуре обработки, на 6,0%. Упомянутый выше факт является положительным с точки зрения тактильного восприятия такой обработанной древесины, что может иметь положительный эффект, например, в мебели с поверхностным нанесением термообработанного шпона, что визуально воспринимается положительно большинством населения. или как облицовочный материал в сауне. В этом контексте было обнаружено, что термическая модификация при вышеупомянутой температуре обработки 200 ° C приводит к снижению белизны на 44 градуса.0%, уменьшение общего цветового различия на 38,4% и уменьшение глянца (под углом 60 °) на 18,2%. Снижение блеска — это только один существенный негативный аспект, который можно устранить с помощью последующей обработки поверхности. Во время термообработки также происходит потеря массы в объеме, например, при температуре обработки 200 ° C и последующем кондиционировании до равновесного содержания влаги в камере кондиционирования с температурой воздуха 20 ± 2 ° C и относительной влажностью. 65% ± 5%, произошло снижение на 7.9%. В заключение, эксперименты убедительно подтвердили гипотезу о положительном восприятии термообработанной древесины с точки зрения тактильных ощущений и эстетики.

Теплопроводность древесины зависит от температуры


Реферат:

Теплопроводность древесины зависит от температуры

Хороший отзыв. Интересно, сколько переменных действительно контролирует изоляционное качество любого материала — и сколько переменных существует, о которых мы не знаем.

Большинство материалов демонстрируют более низкую теплопроводность (более высокое термическое сопротивление) при более низких температурах, чем при более высоких температурах. Например, значение R экструдированного материала обычно составляет R-5,4 на дюйм при 40 градусах. F и R-5,0 на дюйм при 75 град. F. То же самое относится к древесине, стекловолокну и т. Д. Другие свойства, которые сильно влияют на теплопроводность, — это влажность материала, плотность и ориентация волокон (или зерен). Более высокий уровень содержания влаги способствует более высокой проводимости.Геометрия — еще один фактор. Теплопроводность обычно проверяется в одномерном измерении. Это означает, что в тесте контролируются два других измерения. В случае древесины на проводимость влияет то, идет ли поток тепла параллельно или перпендикулярно волокну древесины. Обычно, если ориентация волокна или зерна параллельны тепловому потоку, можно ожидать, что проводимость будет выше, чем в перпендикулярном случае. При плотностях выше, чем выше, определенная оптимальная плотность (оптимальная плотность для управления конвекцией воздуха через материал и внутри него) также приводит к повышенной проводимости.Переменные, которые трудно контролировать, могут включать изменение плотности в материале, например, плотность сердцевины по сравнению с плотностью по периметру. У меня нет доказательств, но я бы взял более старые бревна (большие бревна), у которых плотность сердцевины может быть выше периметра; это предположение основано на предположении, что со временем внешние клеточные кольца (новый рост) будут иметь тенденцию оказывать силы уплотнения на более старые слои по направлению к центру дерева.

Источник: Джо Чарлсон, USBT, United States Building Technology, Inc.


Более подробную информацию об этой статье можно найти в Интернете по адресу: http://www.erols.com/usbt

Статьи по теме:


Двумерная конечно-элементная модель теплопередачи мягкой древесины. Часть I, Эффективная теплопроводность

Лесная служба США
Уход за землей и служение людям

Министерство сельского хозяйства США


  1. Двумерная конечно-элементная модель теплопередачи древесины хвойных пород.Часть I, Эффективная теплопроводность

    Автор (ы): Джон Ф. Хант; Хунмэй Гу
    Дата: 2006
    Источник: Наука о древесине и волокне. Vol. 38, нет. 4 (2006): страницы 592-598.
    Серия публикаций: Прочие публикации
    PDF: Скачать публикацию (126 КБ)

    Описание Анизотропия древесины усложняет решение задач тепломассопереноса, которые требуют анализа, основанного на фундаментальных свойствах материала структуры древесины.Большинство моделей теплопередачи используют средние тепловые свойства в радиальном или тангенциальном направлении и не различают эффекты выравнивания ячеек, различий между ранней и поздней древесиной или ориентации колец. Модель, которая учитывает эти основные структурные характеристики, будет более точной, чем большинство моделей в литературе, которые не учитывают анатомическую структуру древесины. Описанная здесь двумерная модель конечных элементов была разработана для определения эффективной теплопроводности как функции выравнивания ячеек и пористости ячеек путем моделирования ячеистой структуры мягкой древесины в чисто радиальной или чисто тангенциальной ориентации.В этой статье представлены результаты, предсказанные на основе ячеистой модели, на основе которой определяется новое уравнение нелинейной регрессии для радиальной или тангенциальной эффективной теплопроводности как функции плотности (пористости). Результаты будут применены к двухмерной модели плиты из мягкой древесины для термического анализа переходных процессов (Часть II). Последующие статьи этой серии применяют и адаптируют эту модель к разным ориентациям пиломатериалов и породам, а также к древесине с различным содержанием влаги (части III и IV).

    Примечания к публикации
    • Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
    • Эта статья была написана и подготовлена ​​государственными служащими США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.

    Citation Hunt, John F .; Гу, Хунмэй. 2006. Двумерная конечно-элементная модель теплопередачи древесины хвойных пород. Часть I. Эффективная теплопроводность. Древесина и волокно. Vol. 38, нет. 4 (2006): страницы 592-598.

    Ключевые слова Конечно-элементный анализ, переходный теплообмен, ячеистые характеристики, пористость, теплопроводность, анизотропия, массоперенос, метод конечных элементов, теплопроводность, мягкая древесина, тепловой поток, теплопередача, тепловые свойства, плотность древесины, математические модели

    Связанный поиск
    XML: Просмотр XML

Показать больше

Показать меньше

https: // www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/26022

% PDF-1.5 % 1 0 объект > >> эндобдж 4 0 obj / CreationDate (D: 20121204150231 + 11’00 ‘) / ModDate (D: 20121204150231 + 11’00 ‘) /Режиссер >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [30 0 R 31 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание [32 0 R 33 0 R 34 0 R] / Группа> / Вкладки / S / StructParents 0 >> эндобдж 6 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 36 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 2 >> эндобдж 7 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 53 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 3 >> эндобдж 8 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 54 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 4 >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 55 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 5 >> эндобдж 10 0 obj > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 57 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 6 >> эндобдж 11 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 59 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 7 >> эндобдж 12 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 61 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 8 >> эндобдж 13 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 65 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 9 >> эндобдж 14 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 67 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 10 >> эндобдж 15 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 69 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 11 >> эндобдж 16 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 71 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 12 >> эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > транслировать x ݕ OAǧK? DaJi

T’5D _ «$ x0_ $ т & b4 凚 hnwowv; #U ߼ 쾙 ̛7} Ϳ (u 䟟 V ~ iw ~ pΆХG (+ \ @ k = mn G ێ% rE @ h63 ^ r5H8Bg>) IZ] hnkd /

.RW # y4kg ~ + «YCb {.> O} Z + h َ p3U} 1! ޱ Y >> Ջ @ ?; o; _ J V # ??> ppM = ׯ M ki2fh.AI

Почему холодным зимним утром металлы кажутся холоднее дерева? | Автор: Сумит Джоши

Роли теплопроводности, температуропроводности и термической эффузии

Фото Ильзе Орсель на Unsplash

Холодным зимним утром, когда вы касаетесь куска металла и дерева, металл кажется намного холоднее, чем дерево, хотя оба находятся при одинаковой температуре. Это наблюдение обычно приписывают металлам, имеющим более высокую теплопроводность, чем дерево.Они извлекают из вашей руки больше тепла, чем дерево, за определенное время. Таким образом, вы воспринимаете металл как более холодный, чем дерево. Однако теплопроводность — не единственное свойство, которое играет здесь существенную роль. В этом посте, помимо теплопроводности, я буду обсуждать роль других тепловых свойств материала, которые определяют физику этого тривиального, но интересного наблюдения.

Давайте проведем мысленный эксперимент.

У вас есть плита из нержавеющей стали SAE 304 (которая является наиболее часто используемой нержавеющей сталью) и плита из тикового дерева, каждая из которых имеет температуру 15 ° C, холодным зимним утром.Представьте, что одна ваша рука сделана из калия (K), а другая — из кобальта (Co), которые имеют почти равную теплопроводность (k): k_K = 102 Вт / м · K и k_Co = 100 Вт / м · К [2]. Обе руки имеют температуру 37 ° C (нормальная температура человеческого тела). Теперь коснитесь плиты из нержавеющей стали SAE 304 (плита SS) и плиты из тикового дерева калиевой рукой по очереди. Повторите то же самое с кобальтовой рукой.

Когда вы прикасаетесь к плитам, степень «тепла» или «холода», которую вы чувствуете, можно количественно определить с помощью температуры на границе раздела между вашей рукой и плитой.В таблице 1 показаны температуры интерфейса (Tᵢ) для всех комбинаций:

Таблица 1: Температура интерфейса-1.

Температуры границы раздела для комбинаций древесины K-тик и древесины Co-teak близки друг к другу. Таким образом, обе руки почувствовали бы, что деревянная плита почти одинаково холодна. Напротив, температуры для комбинаций K-SS и Co-SS значительно различаются — ваша кобальтовая рука будет чувствовать, что плита SS значительно горячее, чем калиевая рука. Этого не должно происходить, потому что теплопроводности калия и кобальта почти равны, и, таким образом, они должны отводить равное количество тепла за заданное время от плиты SS, делая плиту SS одинаково холодной для обеих рук.В чем причина такого несоответствия?

В устойчивых условиях теплопроводность — единственное свойство, которое определяет теплопроводность. По сути, он измеряет скорость теплопередачи по теплопроводности. В устойчивых условиях при контакте с тепловым резервуаром хороший теплопроводник, такой как медь, извлекает или теряет больше тепла (в зависимости от разницы температур) в единицу времени, чем плохой проводник, такой как дерево. Однако в переходных условиях, помимо теплопроводности, температуропроводность также определяет теплопроводность.Температуропроводность (α) определяется как,

, где ρ и c, соответственно, представляют плотность и удельную теплоемкость материала [2]. Произведение ρc можно рассматривать как объемную теплоемкость, которая описывает, насколько быстро изменяется температура материала при его нагревании. Следовательно, коэффициент температуропроводности, который учитывает эффекты теплопроводности и объемной теплоемкости, по сути, является мерой того, как быстро материал достигает устойчивой теплопередачи после начального переходного периода теплопроводности [5].Другими словами, температуропроводность связана со скоростью распространения тепла за счет теплопроводности в материале, где температура изменяется со временем [2]. Теперь давайте попробуем устранить несоответствие, наблюдаемое в Таблице 1.

Прикосновение к плите из нержавеющей стали и к плите из тикового дерева руками приводит к переходной теплопроводности. Здесь большую роль играет сочетание теплопроводности и температуропроводности. Эта комбинация известна как термическая эффузия (e):

Термическая эффузия, в широком смысле, является мерой способности материала обмениваться теплом с окружающей средой [2].Если два полубесконечных твердых тела при температурах T₁ и T₂ (T₁ ≠ T₂) внезапно помещаются в идеальный тепловой контакт, температура поверхности раздела быстро достигает постоянного значения,

, где e₁ и e₂ — термическая эффузия этих твердых тел [2]. Плиту SS, плиту из тикового дерева и вашу руку можно рассматривать как полубесконечные твердые тела. [Полубесконечное твердое тело — это идеализированное тело, имеющее одну плоскую поверхность и простирающееся до бесконечности во всех направлениях, кроме одного [6]. Плиту можно рассматривать как полубесконечное твердое тело, если (а) нас интересует изменение температуры в области, близкой к одной из поверхностей, и (б) время наблюдения настолько короткое, что другая поверхность не имеет существенное влияние на интересующую область.Когда вы касаетесь плиты из нержавеющей стали или плиты из тикового дерева, время составляет порядка нескольких секунд, и, таким образом, плиты и ваша рука могут считаться полубесконечными твердыми телами.]

Температуры в таблице 1 были рассчитаны с использованием Уравнение 3. Это уравнение также можно использовать для расчета температуры поверхности раздела, когда вы дотрагиваетесь до плиты SS и плиты из тикового дерева своей обычной рукой. В таблице 2 показаны температуры поверхности раздела для различных комбинаций (температуры из таблицы 1 также показаны для сравнения), а в таблице 3 показаны значения термической эффузии задействованных материалов, необходимые для расчета этих температур границы раздела.

Таблица 2: Температура поверхности раздела 2. Таблица 3: Термическая эффузия материалов.

В заключение, в переходных условиях термическая эффузия определяет теплопроводность и, таким образом, наши ощущения «тепла» или «холода» материала.

Что делать, если вы еще немного дольше соприкасаетесь с плитой из нержавеющей стали или тиковым деревом? Повлияет ли это на температуру интерфейса? На рисунках 1 и 2 показаны характерные температурные профили в разное время в пределах 5 мм от границы раздела комбинаций K-SS и K-тикового дерева из Таблицы 2 (температурные профили не получены эмпирическим путем).

Рисунок 1: Температурные профили в разное время в пределах 5 мм от границы раздела комбинации K-SS. Рисунок 2: Температурные профили в разное время в пределах 5 мм от границы раздела комбинации K-teak.

Я призываю читателей угадывать профили температуры для других комбинаций из Таблицы 2. Будьте осторожны с наклонами кривых!

Пища для размышлений

  1. Похоже, что в течение коротких промежутков времени профили температуры внутри материалов меняются со временем, а температуры на границе — нет (рис.1 и 2). Будет ли температура границы раздела отличаться от начальной температуры границы раздела, когда будут достигнуты установившиеся условия?
  2. У вас высокая температура. Температура вашего тела 39 ° C. Друг с нормальной температурой тела касается вашего лба и диагностирует, что у вас нет лихорадки. Из чего могла быть сделана его рука 😄? Выберите правильный вариант из следующего: (a) стекло (b) вода (жидкость) (c) алюминий (d) алмаз (может быть более одного варианта)

Gen. Tech. Re FPL-09, U.S. Департамент сельского хозяйства, лесная служба, Лаборатория лесных продуктов, Мэдисон, штат Висконсин, 1977 г.

1 Государственный инженерный колледж, Кеонджхар, Индия

2 Технологический институт Индиры Ганди, Саранг, Индия


Американский журнал Машиностроения . 2014 , Т. 2 No. 4, 114-119
DOI: 10.12691 / ajme-2-4-3
Copyright © 2014 Science and Education Publishing

Цитируйте эту статью:
Рамеш Чандра Мохапатра, Антариами Мишра, Бибхути Бхушан Чоудхури .Измерение теплопроводности эпоксидных композитов, наполненных сосновой пылью. Американский журнал машиностроения . 2014; 2 (4): 114-119. DOI: 10.12691 / Аджме-2-4-3.

Для корреспонденции: Рамеш Чандра Мохапатра, Государственный инженерный колледж, Кеонджхар, Индия. Электронная почта: [email protected]

Abstract

В настоящем исследовании теплопроводность композитов на основе эпоксидной смолы, армированной древесной пылью сосны (PWD), при различных объемных долях определяется экспериментально с использованием аппарата Ли.Композитные материалы были приготовлены методом ручной укладки. Был применен принцип теплопередачи через плохой проводник, равный количеству теплопередачи за счет излучения от металлического диска. Результаты экспериментов показывают, что введение древесной пыли сосны приводит к снижению теплопроводности эпоксидной смолы и, следовательно, к улучшению ее теплоизоляционных свойств. Экспериментальные результаты сравниваются с моделью «Правило смеси», моделью Максвелла, моделью Рассела и Вудсайд, Баскиров и Селенью, чтобы описать изменение теплопроводности в зависимости от объемной доли волокна.Все эти модели показали близкие друг к другу результаты при низком содержании пыли. Было обнаружено, что ошибки, связанные с этими моделями по сравнению с экспериментальными, лежат в диапазоне от 0,6 до 28,6%, от 53,2 до 58,7%, от 55,45 до 63,47% и от 34,21 до 47,06% соответственно. При добавлении 6,5 об. %, 11,3 об. %, 26,8 об. % и 35,9 об.% древесной пыли сосны теплопроводность чистой эпоксидной смолы снизилась примерно на 39,4%, 43,8%, 54% и 58,1% соответственно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *