что называется термическим сопротивлением стенки

Термическое сопротивление

Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.

Содержание

Виды термического сопротивления

Различают полное термическое сопротивление — величину, обратную коэффициенту теплопередачи, поверхностное термическое сопротивление — величину, обратную коэффициенту теплоотдачи, и термическое сопротивление слоя, равное отношению толщины слоя к его коэффициенту теплопроводности.

Термическое сопротивление сложной системы

Термическое сопротивление сложной системы (например, многослойной тепловой изоляции) равно сумме термических сопротивлений её частей.

Формулы для расчёта

Тепловое сопротивление участка цепи постоянного сечения:

Численное выражение

Термическое сопротивление численно равно температурному напору, необходимому для передачи единичного теплового потока (равного 1 Вт/м 2 ) к поверхности тела или через слой вещества; выражается в м 2 ·К/Вт.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Термическое сопротивление» в других словарях:

ТЕРМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — способность тела (его поверхности или какого либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул. Общее термическое сопротивление величина, обратная коэффициенту теплопередачи … Большой Энциклопедический словарь

термическое сопротивление — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN heat resistancethermal resistance … Справочник технического переводчика

термическое сопротивление — 3.1.1 термическое сопротивление: Отношение разности температур поверхностей лицевых граней образца к плотности теплового потока, проходящего через образец в условиях стационарного теплового режима. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

термическое сопротивление — способность тела (его поверхности или какого либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул. Общее термическое сопротивление величина, обратная коэффициенту теплопередачи. * * * ТЕРМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЕ… … Энциклопедический словарь

термическое сопротивление — šiluminė varža statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos sluoksnio priešingų paviršių temperatūrų skirtumo ir šilumos srauto dalmuo. atitikmenys: angl. heat resistance; thermal resistance rus. тепловое сопротивление; термическое… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

термическое сопротивление — šiluminė varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. thermal resistance vok. thermischer Widerstand, m; Wärmewiderstand, m rus. тепловое сопротивление, n; термическое сопротивление, n pranc. résistance thermique, f … Fizikos terminų žodynas

термическое сопротивление — šiluminė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos sluoksnio priešingų paviršių temperatūrų skirtumas, padalytas iš šilumos srauto. Matavimo vienetas – kelvinas vatui (K/W). atitikmenys: angl. thermal resistance… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

термическое сопротивление — šiluminė varža statusas T sritis Energetika apibrėžtis Medžiagos sluoksnio priešingų paviršių temperatūrų skirtumas, padalytas iš šilumos srauto. Vienetas – K/W (kelvinas vatui). atitikmenys: angl. thermal resistance vok. Wärmewiderstand, m rus.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

термическое сопротивление — [heat transfer resistance; thermal resistance] отношение разности температур поверхности слоя к плотности теплового потока через него; Смотри также: Сопротивление электрическое сопротивление сопротивление усталости … Энциклопедический словарь по металлургии

Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность тела (его поверхности или какого либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул. Различают полное Т. с. величину, обратную коэффициенту теплопередачи (См. Теплопередача),… … Большая советская энциклопедия

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Абсолютное термическое сопротивление

Термостойкость материалов представляет большой интерес для инженеров-электронщиков, поскольку большинство электрических компонентов выделяют тепло и нуждаются в охлаждении. Электронные компоненты работают со сбоями или выходят из строя, если они перегреваются, и некоторые детали обычно требуют мер, принимаемых на этапе проектирования, чтобы предотвратить это.

Аналогии и номенклатура

Инженеры-электрики знакомы с законом Ома и часто используют его в качестве аналогии при расчетах, связанных с тепловым сопротивлением. Инженеры-механики и конструкторы более знакомы с законом Гука и поэтому часто используют его в качестве аналогии при проведении расчетов, связанных с тепловым сопротивлением.

Объяснение с точки зрения электроники

Эквивалентные тепловые схемы

Пример расчета

Имея всю эту информацию, разработчик может построить модель теплового потока от полупроводникового перехода, где выделяется тепло, во внешний мир. В нашем примере тепло должно течь от перехода к корпусу транзистора, а затем от корпуса к металлоконструкциям. Нам не нужно учитывать, куда уходит тепло после этого, потому что нам говорят, что металлоконструкции будут проводить тепло достаточно быстро, чтобы поддерживать температуру ниже температуры окружающей среды: это все, что нам нужно знать. Δ Т ЧАС S <\ displaystyle \ Delta T _ <\ rm >>

Предположим, инженер хочет знать, сколько мощности можно вложить в транзистор, прежде чем он перегреется. Расчеты следующие.

Общее абсолютное тепловое сопротивление от перехода к окружающей среде = р θ J C + р θ B <\ displaystyle R _ <\ theta <\ rm >> ​​+ R _ <\ theta <\ rm >>>

Δ Т знак равно Q ˙ × р θ <\ displaystyle \ Delta T = <\ dot > \ times R _ <\ theta>\,> .

Подстановка наших собственных символов в эту формулу дает:

Теперь разработчик знает максимальную мощность, которую транзистор может рассеивать, поэтому они могут разработать схему, ограничивающую температуру транзистора до безопасного уровня. Q ˙ м а Икс <\ displaystyle <\ dot > _ <\ rm >>

Подставим несколько примеров номеров:

Т J м а Икс знак равно 125 ∘ C <\ displaystyle T_ >> = 125 \ ^ <\ circ><\ text >> (типично для кремниевого транзистора) Т а м б знак равно 21 год ∘ C <\ displaystyle T _ <\ rm > = 21 \ ^ <\ circ><\ text >> (типовая спецификация торгового оборудования) р θ J C знак равно 1.5 ∘ C / W <\ displaystyle R _ <\ theta <\ rm >> ​​= 1,5 \ ^ <\ circ><\ text > / <\ text > \,> (для типовой упаковки ТО-220 ) р θ B знак равно 0,1 ∘ C / W <\ displaystyle R _ <\ theta <\ rm >> = 0,1 \ ^ <\ circ><\ text > / <\ text > \,> (типичное значение для эластомерной теплообменной прокладки для корпуса ТО-220) р θ ЧАС А знак равно 4 ∘ C / W <\ displaystyle R _ <\ theta <\ rm >> = 4 \ ^ <\ circ><\ text > / <\ text > \,> (типовое значение радиатора для корпуса ТО-220)

В результате получается:

Этот метод можно обобщить, чтобы включить любое количество слоев теплопроводных материалов, просто суммируя абсолютные термические сопротивления слоев и перепады температуры по слоям.

Получено из закона Фурье для теплопроводности.

Из закона Фурье для теплопроводности можно вывести следующее уравнение, которое действительно до тех пор, пока все параметры (x и k) постоянны по всему образцу.

С точки зрения градиента температуры в образце и теплового потока, проходящего через образец, соотношение выглядит следующим образом:

Проблемы с аналогией электрического сопротивления

В обзорной статье 2008 года, написанной исследователем Philips Клеменсом Дж. М. Ласансом, отмечается, что: «Хотя существует аналогия между тепловым потоком за счет теплопроводности (закон Фурье) и потоком электрического тока (закон Ома), соответствующие физические свойства теплопроводности и электрического проводимость сводится к тому, чтобы сделать поведение теплового потока совершенно непохожим на поток электричества в нормальных ситуациях. [. ] К сожалению, хотя электрические и тепловые дифференциальные уравнения аналогичны, ошибочно заключать, что существует какая-либо практическая аналогия между электрическим и Тепловое сопротивление. Это связано с тем, что материал, который считается изолятором с электрической точки зрения, примерно на 20 порядков менее проводящий, чем материал, который считается проводником, в то время как с термической точки зрения разница между «изолятором» и «проводником» «составляет всего около трех порядков величины. Тогда весь диапазон теплопроводности эквивалентен разнице в электропроводности. легирования высоколегированного и низколегированного кремния ».

Стандарты измерений

Стандарт JEDEC для измерения теплового сопротивления переход-плата (актуальный для технологии поверхностного монтажа ) был опубликован как JESD51-8.

Стандарт JEDEC для измерения термического сопротивления перехода между корпусом (JESD51-14) является относительно новым, он был опубликован в конце 2010 года; это касается только корпусов, имеющих единый тепловой поток и открытую охлаждающую поверхность.

Сопротивление композитной стены

Параллельное тепловое сопротивление

Как и в случае с электрическими цепями, полное тепловое сопротивление для установившегося режима можно рассчитать следующим образом.

Общее термическое сопротивление

Упрощая уравнение, получаем

Используя термины для термического сопротивления проводимости, мы получаем

Сопротивление последовательно и параллельно

Радиальные системы

Где рассматривается как переменная. При рассмотрении соответствующей формы закона Фурье физическое значение рассмотрения как переменной становится очевидным, когда скорость, с которой энергия проходит через цилиндрическую поверхность, представлена ​​как k <\ displaystyle > k <\ displaystyle >

Используя следующие граничные условия, можно вычислить константы и C 1 <\ displaystyle >> C 2 <\ displaystyle >>

Общее решение дает нам

Решение для и и подставляя в общее решение, получим C 1 <\ displaystyle >> C 2 <\ displaystyle >>

Логарифмическое распределение температуры схематично показано на вставке эскиза рисунка. Предполагая, что распределение температуры, уравнение 7, используется с законом Фурье в уравнении 5, скорость теплопередачи может быть выражена в следующей форме

Наконец, для радиальной проводимости в цилиндрической стенке тепловое сопротивление имеет вид

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

Источник

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление, формула расчета теплового сопротивления

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Источник

Термическое сопротивление и теплопроводность стен

Строительство дома начинается на этапе проектировки, важной частью которой является расчет толщины стен. Для каждого типа климата предусмотрены определенные технические нормы, выполнение которых гарантирует жильцу приемлемые условия проживания в доме. Определяющим показателем является такой параметр, как термическое сопротивление. К примеру, в Москве и Московской области климат считается нормально влажным и тепловое сопротивление стен должно составлять R_req=3,13. Но что такое термическое сопротивление материалов, и почему этот показатель так важен в строительстве?

Что такое тепловое сопротивление?

С точки зрения физики, термическое сопротивление (оно же – тепловое сопротивление) характеризует способность материала (одного из слоев) противиться прохождению сквозь него теплового движения частиц. Тепловое сопротивление многокомпонентной системы (например, утеплителя, уложенного в несколько слоев) рассчитывается как сумма сопротивлений отдельных ее компонентов. Термическое сопротивление слоя рассчитывается, как отношение его толщины к коэффициенту теплопроводности данного материала.

Видео о том, что такое теплопроводность и термическое сопротивление материалов, и как они связаны между собой:

Что такое теплопроводность?

Если с толщиной стены все предельно ясно, то понятие теплопроводности материала следует рассмотреть дополнительно. Теплопроводностью называется процесс переноса тепла от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой посредством атомов, молекул и других частиц. Степень теплопроводности того или иного материала характеризуется коэффициентом теплопроводности, суть которого можно пояснить следующим образом: коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, которая пройдет через образец площадью 1 м2 и толщиной в 1 м за единицу времени, при условии разницы температур на противоположных стенках в 1 К.

Важный нюанс заключается еще и в том, что на теплопроводность стен в доме прямо влияет паропроницаемость материала. Это связано с тем, что влажный материал быстрее проводит тепло – нагревается и остывает. Таким образом, паропроницаемость следует учитывать при расчетах, связанных с теплоизоляцией дома.

Подводя итоги, можно сказать, что каждый строительный материал для возведения стен характеризуется термическим сопротивлением, зависящим от толщины слоя и коэффициента теплопроводности. Понятия теплового сопротивления и теплопроводности в строительстве звучат похоже, но их не следует путать, так как их суть абсолютно противоположна друг другу.

Теплопроводность в строительстве характеризует способность материала быстро нагреваться летом и долго сохранять тепло в холодное время года. Теплопроводность стен дома – то, от чего в значительной степени зависят затраты энергии (и денег!) на обогрев, а также комфорт в доме при разной погоде.

Планируете строительство дома? Очень важно с максимальным вниманием подойти к подбору материалов и проектированию для того, чтобы обеспечить тепло и комфорт в жилище. У нас есть более 1,5 тысяч готовых проектов домов, уже адаптированных для российских климатических реалий. Получите консультацию специалисты и выберите наиболее подходящий!

Источник

Что такое термическое или тепловое сопротивление материалов? И как это отражается на Вашем бюджете?

Вот как это объясняет « Википедия»: «Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность конструкции (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.»

Коэффициент теплового сопротивления отражает свойства любого материала и выражается как толщина слоя материала, делённая на теплопроводность. (м²*°С)/Вт

Проще говоря: Тепловое сопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).

Можно не без основания утверждать, что термическое или тепловое сопротивление — один из важнейших теплотехнических показателей строительных материалов. Ведь от этого показателя напрямую зависит, сколько Вы будете платить за отопление своего жилья. Прошли те времена, когда газ и электричество стоили копейки. Поэтому, прежде чем принять решение, из каких материалов будет построен Ваш дом, обдумайте информацию из этой статьи.
Вы хотите построить дом, и думаете о том, как экономить в будущем на отоплении и кондиционировании Вашего жилья? Тогда Вам нужно стремиться к показателям энергосбережения близким к пассивному дому. Что это такое? Основоположник концепции пассивного дома (Passive House) — является немецкий д-р Вольфганг Файст, который впоследствии стал основателем «Института пассивного дома» (Passive House Institute) в городе Дармштадт (Германия) Больше информации о этой концепции Вы можете получить на нашем сайте по ссылке: «Пассивный дом (Passivhaus)-технология строительства из Германии. Часть 1.» или из небольшого видео интервью д-р Вольфганга Файста: