Теплопроводность газоблок: Теплопроводность газобетона, характеристики теплопроводности газоблока

Какая теплопроводность газоблока ? — «АктиВЕН»

При выборе блоков для возведения стен будущей постройки важно учитывать прочность материала и его теплопроводность. Высокие или низкие показатели данных параметров связаны с плотностью газобетона, которая обозначается буквой D.

Газоблок  D300-D400 относятся к самонесущему или теплоизоляционному утеплителю и обладают низкой плотностью. Их теплопроводность минимальна по сравнению с другими марками газоблоков. Из-за хрупкости несущая нагрузка на них ограничена. Блоки D300 (прочность — 0,7-1,0 Мпа, теплопроводность — 0,08-0,09 Вт/(м°С) используют как утеплитель. При строительстве мастерских, дач и домов временного проживания, гаражей или других подсобных помещений, для которых неважна качественная теплоизоляция, применяют блоки для стен D400 (прочность 1 МПа до 1,5 Мпа, теплопроводность 0,10-0,11 Вт/(м°С)) с рекомендуемой толщиной конструкции — 300 мм.

Конструкционно-теплоизоляционные блоки (D500-D600) – наиболее популярная марка, используемая при возведении несущих стен конструкций не выше третьего этажа.

Блоки для стен имеют различие по внешнему виду:
— плоские, с ровными гранями — классические блоки (имеют точные геометрические размеры, все швы между блоками заполняются раствором),
— прямые (ровные) с захватом для рук (удобны для перемещения),
— блоки паз-гребень (блоки соединяются в «замок», вертикальные торцы промазываются клеем).

Блоки для перегородки – надежный и прочный материал, с которым легко работать и транспортировать: небольшой вес, возможность разрезать ножовкой, сверлить, получать из них элементы сложной формы, делать скосы и т.д. Обладают высокими эстетическими характеристиками: ровные стены, тонкие швы. Подходят для возведения стены под нагрузку (повесить шкаф, другие тяжелые конструкции).

Для коттеджа со вторым светом или большим количеством дверных проемов потребуется более устойчивая конструкция. В таких случаях рекомендуется произвести армирование. В каждом третьем ряду блоков делается углубление сечением 20х20 мм, в котором размещается стальной или композитный прут диаметром 8-10 мм, после чего заливается клеевым раствором. Для армирования несущей перегородки необходимо использовать два параллельных прутка арматуры с обязательным загибом на углах. Если есть вероятность опрокидывания стены под нагрузкой, стена крепится к верхнему перекрытию из бетона. Укладка блоков производится с помощью цементно-песочного состава или специального клея.

Что такое коэффициент теплопроводности газобетона — CemGid.ru

Низкий коэффициент теплопроводности считается главным преимуществом газобетона наряду с легкостью, хорошей морозостойкостью и прочностью на сжатие. Его обеспечивает высокая (до 85 %) пористость структуры и закрытость ячеек, благодаря этому свойству материал успешно совмещает конструкционные и утепляющие функции и является оптимальным при строительстве энергосберегающих домов.

Факторы влияния и методы определения

Теплопроводность газоблока отражает его способность к передаче тепла от более нагретых частей к холодным в ходе движения молекул. В численном выражении данная характеристика измеряется в Вт/м·°C. Низкое значение у автоклавных газо- и пенобетона (не более 0,12-0,14 у востребованных марок D500 и D600) свидетельствует о хороших энергосберегающих свойствах, что позволяет сократить затраты на обогрев зданий в зимнее время и на кондиционирование – в летнее.

Все изготавливаемые изделия проходят обязательный контроль, подтверждающий данный коэффициент опытным путем, соответствующая информация указывается в сертификате продукции и является ориентиром при расчете толщины стен и перекрытий.

Метод проверки теплопроводности регламентирован требованиями ГОСТ 7076, его суть заключается в подаче стационарного теплового потока через блоки в перпендикулярном направлении и последующем измерении его плотности и температуры лицевой поверхности и граней образца.

Результаты сертификации продукции принято разделять на 2 группы, отражающих значения в сухом состоянии и при определенной влажности. Также теплопроводность напрямую зависит от состава и плотности. Ориентировочные показатели для самых востребованных в частном строительстве марок приведены ниже:

Теплопроводность снижается при поглощениях ячейками влаги, материал нуждается в защите от внутреннего пара и конденсатов и внешних осадков. У изделий, изготовленных на золе, при равной прочности она на несколько единиц меньше, чем у чисто песчаных (0,1 Вт/м·°C у марки D500, 0,13 у D600), но в первую очередь способность к удерживанию тепла зависит от их плотности и условий эксплуатации. Для сравнения – у незащищенных газобетонных стен, подвергаемым стандартным влажностным нагрузкам в пределах 60%, коэффициент повышается почти в два раза. По этой же причине помимо данной характеристики (отклонения не должны отходить на ± 20 %) в ходе выпуска блоков контролируется показатель отпускной влажности, допустимый нормами максимум не превышает 25-30 %.

Сравнение теплопроводности

В строительстве этот коэффициент учитывают прежде при выборе кладочных материалов для возведения стен, потребность в утеплителе. Ориентировочные значения для самых востребованных из них приведены в таблице:

Наименование	Диапазон плотности, кг/м3	Теплопроводность, Вт/м·°C
Автоклавные газоблоки	280-1000	0,07-0,21
Пенобетон	300-1250	0,12-0,35
Плотный красный кирпич	1700-2100	0,67
Дерево (на примере соснового бруса)	500	0,18
То же, пористый	1500	0,44
Клинкер	1800-2000	0,8-1,6
Облицовочные марки	1800	0,93
Кирпич строительный	800-1500	0,23-0,3
Силикатный сплошной	1000-2200	0,5-1,3
То же, с тех. пустотами		0,7
Силикатный щелевой		0,4

На практике на теплопроводность стен оказывает влияние не только тип газоблоков, но и наличие и вид используемого соединительного раствора. Результаты сравнения для разных кладок приведены ниже:

Результаты сравнения выявляют однозначное преимущество пористых материалов перед плотными и сплошными в плане способностей к энергосбережению. По этой причине и автоклавные газоблоки, и прошедший обычную сушку пенобетон выигрывают у кирпича при условии кладки их на тонкий шов облегченного раствора с близким показателями теплопроводности. Монтаж на ЦПС нивелирует это преимущество и приводит к образованию в стенах мостиков холода, то есть к потребности в наружном утеплении. Пенобетон в сравнении с газобетоном уступает в равномерности структуры (и как следствие – чуть хуже держит тепло), но при равной плотности их коэффициенты теплопередачи практически не отличаются.

Теплопроводность газов — tec-science

Теплопроводность идеальных газов не зависит от давления для не слишком сильно разбавленных газов. Это уже не относится к газам с низким давлением.

Введение

В статье Теплопроводность твердых тел и идеальных газов получена следующая формула для оценки теплопроводности λ идеальных газов:

\begin{align}
\label{l}
& \boxed{\ лямбда = \frac{1}{3} \cdot c_v \cdot \rho \cdot v \cdot l}  \\[5px]
\end{align}

В этой формуле c _v обозначает удельную теплоемкость при постоянном объеме, ϱ плотность газа, v среднюю скорость молекул газа и l длину свободного пробега. Эта формула будет объяснена более подробно в этой статье, и будут обсуждаться полученные выводы для газов.

Используя формулу, можно было предположить, что теплопроводность зависит от давления, так как чем выше давление, тем выше плотность газа . Этот аргумент также можно ясно понять с помощью корпускулярной модели материи, потому что чем больше частиц, тем больше энергии они могут переносить в сумме. Отметим, что согласно кинетической теории газов каждая молекула газа несет энергию ½⋅k _B ⋅T на степень свободы (с k _B в качестве постоянной Больцмана ).

Однако в той же мере, в какой плотность увеличивается с увеличением давления, длина свободного пробега уменьшается! Фактически, теплопроводность идеальных газов поэтому не зависит от давления или плотности частиц (для ограничения этого утверждения позже)!

Теплопроводность газов не зависит от давления при не слишком низком давлении!

Независимость теплопроводности от давления для высоких давлений (плотные газы)

Независимость теплопроводности от давления также можно показать математически. Для этого плотность ϱ в уравнении (\ref{l}) сначала выражается через частное массы газа m _газа и объема газа V _газа . Тогда масса газа может быть выражена количеством вещества n _газа ( химическое количество ) и молярной массой M _газа газа.

\begin{align}
\lambda &= \frac{1}{3} \cdot c_v \cdot \frac{m_{gas}}{V_{gas}} \cdot v \cdot l  \\[5px]
&= \frac{1}{3} \cdot c_v \cdot \frac{n_{gas} \cdot M_{gas}}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
\end{align}

Произведение удельной теплоемкости на молярную массу равно так называемой молярной теплоемкости C _m,v , при этом молярная теплоемкость зависит только от степеней свободы f и молярной газовой постоянной R _м (C _{м, v} = f/2⋅R _м ). Кроме того, количество вещества n _газа можно выразить отношением числа частиц N и постоянной Авогадро N _A (n _газа =N/N _A ):

\begin{align }
\lambda &= \frac{1}{3} \cdot \underbrace{c_v \cdot M_{gas}}_{C_{m,v}} \cdot \frac{n_{gas}}{V} \ cdot v \cdot l  \\[5px]
& = \frac{1}{3} \cdot \underbrace {C_{m,v}}_{=\frac{f}{2}R_m} \cdot \frac {N}{N_A \cdot V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
& = \frac{1}{3} \cdot \frac{f}{2} R_{m} \cdot \frac{1}{N_A} \cdot \frac{N}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
& = \frac{f}{6} \frac{R_m}{N_A} \cdot \frac{N}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
\end{ align}

Отношение числа частиц к объему газа соответствует плотности частиц n, а частное молярной газовой постоянной и постоянной Авогадро соответствует постоянной Больцмана k _B (об этом соотношении см. статью Внутренняя энергия и теплоемкость):

\begin{align}
\lambda & = \frac{f}{6} \underbrace{\frac{R_m}{N_A}}_{k_B} \cdot \underbrace{\frac{N}{V}} _{n} \cdot v \cdot l  \\[5px]
\label{ll}
& = \frac{f}{6} k_B \cdot n \cdot v \cdot l  \\[5px]
\end {align}

Теперь нам нужны только зависимости средней скорости и длины свободного пробега. Согласно распределению Максвелла-Больцмана средняя скорость v молекул газа зависит от температуры газа T и массы молекулы m (m обозначает массу отдельной частицы газа, а не всей массы газа!)93 м }}}   \\[5px]
\end{align}

Теперь эта формула ясно показывает, что теплопроводность идеальных газов не зависит от плотности частиц и, следовательно, не зависит от давления. Это также показывает, что газы с относительно большими молекулами имеют более низкую теплопроводность, чем газы с меньшими молекулами (это связано с уменьшением длины свободного пробега в результате большего диаметра столкновения d). Кроме того, теплопроводность газов с легкими частицами выше, чем у газов с более тяжелыми частицами. Кроме того, теплопроводность зависит от температуры. Теплопроводность увеличивается с повышением температуры!

Теплопроводность газов тем больше, чем меньше и легче молекулы и чем выше температура!

Зависимость теплопроводности от давления для низких давлений (разбавленные газы)

Если давление не влияет на теплопроводность газов, то зачем использовать вакуум для теплоизоляции?

Тот факт, что теплопроводность не зависит от давления, верен только до тех пор, пока длина свободного пробега много меньше размеров объема, в котором содержится газ. Если давление (плотность частиц) в сосуде все больше и больше снижается, частицы сталкиваются уже не друг с другом, а со стенками сосуда. Таким образом, при очень низких давлениях длина свободного пробега определяется размером контейнера, а не свободным пробегом между столкновениями двух частиц.

Это также применимо, если давление не уменьшено, а размер контейнера уменьшен. Это актуально, например, для изоляционных материалов, в которых газы заключены в мелкие поры. Такие ситуации также могут возникнуть с тонкими слоями фольги или небольшими зазорами, если между ними находится газ.

Средняя длина свободного пробега в этих случаях приблизительно соответствует размеру δ объема (например, диаметру пор или зазору) и, следовательно, является постоянной величиной. В этом случае длина свободного пробега больше не зависит от плотности частиц: l≈δ=константа. При постоянной длине свободного пробега уравнение (\ref{ll}) указывает на уменьшение теплопроводности при уменьшении плотности частиц (или давления)!

\begin{align}
\label{a}
&\lambda = \frac{f}{6} k_B \cdot n \cdot v \cdot \delta  \\[5px]
\end{align}

В разбавленных газах или при малых объемах газа теплопроводность зависит от давления!

В так называемых манометрах Пирани эта зависимость используется для получения выводов о давлении в условиях высокого вакуума на основе теплопроводности.

Номер Кнудсена

Как уже указывалось, характерная длина δ пор или шаг фольги в изоляционных материалах часто намного меньше длины свободного пробега l содержащихся в них газов. В этом случае газ уже не может быть описан как сплошная среда, так что уравнение (\ref{a}) уже нельзя применять в таком виде (однако качественная формулировка этого уравнения не теряет своей силы).

Характеристическая длина относится к размеру/размеру системы!

В этом контексте так называемые Число Кнудсена указывает, можно ли по-прежнему рассматривать газ как континуум или следует применять кинетику газовой теории. Безразмерное число Кнудсена Kn описывает отношение длины свободного пробега l к характерной длине δ объема газа:

\begin{align}
&\boxed{Kn := \frac{l}{\delta}}  \ \[5px]
\end{align}

Для значений намного меньших 1 по-прежнему применяется механика сплошной среды, а для значений намного больших 1 используется описание с помощью законов кинетической теории газов. 92 \cdot p \cdot \delta}}  \\[5px]
\end{align}

В случае изоляционных материалов, где число Кнудсена часто намного меньше 1, теплопроводность заключенного газа может быть определяется по следующей формуле [см. М.Г. Каганер: « Теплоизоляция в криогенной технике », 1969]:

\begin{align}
\label{lam}
&\boxed{\lambda = \frac{\lambda_0}{1+2\beta \cdot Kn}}  \\[5px]
\end{align}

В этой формуле λ ₀ обозначает теплопроводность при стандартных условиях (1 атм, 0°C), а β — весовой коэффициент, который здесь не будет обсуждаться. Даже если использование уравнения (\ref{lam}) требует, чтобы число Кнудсена было намного меньше 1, оно все равно должно быть как можно больше, особенно для изоляционных материалов! Это приводит к низкой теплопроводности.

При низкой теплопроводности число Кнудсена должно быть максимально высоким!

Детектор по теплопроводности (TCD) | Привет

Универсальный детектор, способный обнаруживать воздух, водород, окись углерода, азот, окись серы, неорганические газы и многие другие соединения.

Теплопроводность (TCD) является широко используемым детектором в газовой хроматографии. TCD работает, имея две параллельные трубки, содержащие как газовые, так и нагревательные змеевики. Газы исследуются путем сравнения скорости потери тепла от нагревательных змеевиков в газ. Обычно в одной трубке содержится эталонный газ, а через другую пропускается испытуемый образец. Используя этот принцип, ТПД определяет изменения теплопроводности потока, выходящего из колонны, и сравнивает его с эталонным потоком газа-носителя. Большинство соединений имеют теплопроводность намного меньше, чем у обычных газов-носителей водорода или гелия. Следовательно, когда аналит элюируется из колонки, теплопроводность эффлюента снижается, и возникает детектируемый сигнал. Гелий традиционно был предпочтительным газом-носителем, но по мере изменения лабораторных тенденций Linde также может предложить водород в качестве альтернативы гелию в качестве газа-носителя для приложений ГХ-ТХД.

В то время как пламенно-ионизационный детектор (ПИД) может обеспечить очень хорошее разрешение, ТХД является хорошим детектором общего назначения для начальных исследований с неизвестным образцом, поскольку он реагирует на все соединения благодаря тому факту, что все соединения, органические и неорганические, имеют отличается теплопроводностью от гелия. TCD также используется при анализе постоянных и неорганических газов (например, аргона, кислорода, азота, углекислого газа, монооксида углерода, диоксида серы), поскольку он реагирует на все эти вещества, в отличие от FID, который не может обнаруживать соединения, не содержащие углерод-водородные связи.

Газовый хроматограф с детектором по теплопроводности (ГХ — ТПД)

Газ-носитель (капиллярная колонка)

Предел обнаружения	Рекомендуемый газ	Рекомендуемый цилиндрический регулятор	Рекомендуемый газовый генератор
≤ 100 частей на миллион	HiQ Гелий 5. 0	Базовая серия C106	н/д
≤ 100 частей на миллион	HiQ Водород 5.0	Базовая серия C106	HiQ PGh3 Водород
≤ 100 частей на миллион	Азот HiQ 5.0	Базовая серия C106	HiQ HPN2 Азот
≤ 1 млн	HiQ Гелий 6.0	Серия REDLINE C200	н/д
≤ 1 ч/млн	HiQ Водород 6.0	Серия REDLINE C200	HiQ NMh3 Водород
≤ 1 ч/млн	Азот HiQ 6.0	Серия REDLINE C200	н/д

Газ-носитель (насадочная колонна)

Предел обнаружения	Рекомендуемый газ	Рекомендуемый цилиндрический регулятор	Рекомендуемый газовый генератор
≤ 100 частей на миллион	Аргон HiQ 5. 0	Базовая серия C106	н/д
≤ 100 частей на миллион	HiQ Гелий 5.0	Базовая серия C106	н/д
≤ 100 частей на миллион	HiQ Водород 5.0	Базовая серия C106	HiQ PGh3 Водород
≤ 100 частей на миллион	Азот HiQ 5.0	Базовая серия C106	HiQ HPN2 Азот
≤ 1 ч/млн	Аргон HiQ 6.0	Серия REDLINE C200	н/д
≤ 1 ч/млн	HiQ Гелий 6.0	Серия REDLINE C200	н/д
≤ 1 ч/млн	HiQ Водород 6.0	Серия REDLINE C200	HiQ PGh3 Водород
≤ 1 ч/млн	Азот HiQ 6. 0	Серия REDLINE C200	н/д

Подпиточный газ

Предел обнаружения	Рекомендуемый газ	Рекомендуемый цилиндрический регулятор	Рекомендуемый газовый генератор
≤ 100 частей на миллион	HiQ Гелий 5.0	Базовая серия C106	н/д
≤ 100 частей на миллион	HiQ Водород 5.0	Базовая серия C106	HiQ PGh3 Водород
≤ 100 частей на миллион	Азот HiQ 5.0	Базовая серия C106	HiQ HPN2 Азот
≤ 1 ч/млн	HiQ Гелий 6. LEAVE A REPLY Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Рубрики Газобетон Дом Разное Своими руками Советы Строительство Схема