Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Значения справочные, для отожжённого технически чистого металла или стандартной марки сплава при температуре около 20 °C. У сплавов значения существенно зависят от содержания легирующих элементов, термообработки и направления проката. Для расчётов с высокой точностью использовать паспортные значения конкретной партии и температурную зависимость по таблицам справочной литературы (Чиркин В. С., Михеев М. А.).
Расчётные значения теплопроводности для условий эксплуатации А (сухие условия) и Б (влажные условия) приведены в приложении М СП 50.13330.2024. Реальная теплопроводность теплоизоляции в конструкции выше табличной из-за технологической влажности, мостиков холода и старения; при проектировании применяют расчётные значения по СП.
Расчётные значения для проектирования тепловой защиты зданий и сооружений принимают по приложению М СП 50.13330.2024 с учётом условий эксплуатации (А или Б). Для одного и того же материала разница между λ в сухом состоянии и λ при условиях Б может достигать 30–50 %.
Значения для немодифицированных материалов при комнатной температуре. Введение минеральных, металлических или углеродных наполнителей повышает теплопроводность в разы. Газонаполненные структуры (вспененный полиэтилен, ПЭ-пена) дают λ на уровне утеплителей. Для конкретного компаунда использовать паспорт производителя.
Теплопроводность жидкостей и газов сильно зависит от температуры и давления; данные применимы для атмосферного давления и комнатной температуры. Для теплотехнических расчётов теплообменных аппаратов использовать таблицы для соответствующего диапазона температур из справочника Михеева М. А. или термодинамических таблиц для теплоносителей.
Значения λ в Вт/(м·К). У большинства чистых металлов теплопроводность с ростом температуры медленно снижается; у аустенитных нержавеющих сталей — растёт. У сплавов (латунь, бронза) тоже наблюдается рост. Конкретный ход зависимости — по таблицам теплофизических свойств материалов (Чиркин В. С. и др.).
Коэффициент теплопроводности λ показывает, сколько тепла в единицу времени проходит через единицу толщины материала при единичной разности температур. Таблица теплопроводности материалов — базовый инструмент для теплотехнических расчётов: ограждающих конструкций по СП 50.13330.2024, теплообменных аппаратов, тепловой изоляции трубопроводов и оборудования, корпусов электроники. Ниже приведены справочные значения λ для металлов и сплавов, теплоизоляционных и строительных материалов, полимеров, жидкостей и газов с пояснениями к выбору данных под конкретную задачу.
Значения сгруппированы по типу материала; в таблицах указаны диапазоны типовых справочных данных при температуре около 20 °C. Для металлов в отдельной таблице приведён ход λ по температуре, поскольку именно температурная зависимость определяет точность расчёта теплообменников и нагревателей.
Теплопроводность — способность вещества передавать тепло за счёт хаотического движения частиц (электронов, фононов, молекул) от области с более высокой температурой к области с более низкой. Это один из трёх механизмов теплообмена наряду с конвекцией и излучением. В твёрдых телах теплопроводность — основной механизм; в металлах главный вклад вносят свободные электроны, в диэлектриках — колебания решётки (фононы).
Количественная характеристика — коэффициент теплопроводности λ — численно равен количеству теплоты, проходящему за единицу времени через единичную площадь поперечного сечения материала при единичном градиенте температуры. По закону Фурье плотность теплового потока:
Чем больше λ, тем эффективнее материал проводит тепло. Металлы — хорошие проводники тепла; газы и пористая изоляция — плохие; жидкости занимают промежуточное положение.
Система СИ: λ — Вт/(м·К), эквивалентно Вт/(м·°C), так как речь идёт о разности температур. В справочниках встречаются также:
Связанные понятия:
Действующие в Российской Федерации стандарты на методы измерения теплопроводности материалов:
Стационарные методы применяют для квалификационных и арбитражных испытаний; нестационарные (зондовые, импульсные, лазерная вспышка) — для быстрого контроля и для материалов высокой теплопроводности (металлы), где стационарный метод плохо работает.
Расчётная теплопроводность материала, входящая в формулу термического сопротивления при проектировании ограждающих конструкций по СП 50.13330.2024, выбирается по приложению М стандарта с учётом условий эксплуатации (А — сухие, Б — влажные), а не по значению, измеренному в сухом образце.
В металлах преобладающий механизм теплопроводности — электронный, поэтому теплопроводность коррелирует с электропроводностью (закон Видемана — Франца). Самые теплопроводные металлы — серебро и медь. Алюминий уступает меди примерно в 1,5–2 раза, но значительно легче и дешевле. Сталь проводит тепло на порядок хуже меди.
Низкая теплопроводность теплоизоляции достигается за счёт пористой структуры с замкнутыми воздушными ячейками, где основной механизм передачи тепла — теплопроводность газа (для воздуха λ ≈ 0,025 Вт/(м·К)). Чем мельче и однороднее поры, тем ниже λ материала.
Теплопроводность строительных материалов связана с плотностью: чем плотнее материал, тем выше λ. Сравнение:
Для строительной теплотехники таблица М.1 приложения М к СП 50.13330.2024 даёт значения λ в сухом состоянии и расчётные значения для условий эксплуатации А (нормальный режим помещений) и Б (повышенная влажность, неотапливаемые подвалы, чердаки). Расчёт сопротивления теплопередаче и проверка нормируемых показателей ведутся именно по этим значениям.
Большинство непористых термопластов имеют λ в диапазоне 0,15–0,30 Вт/(м·К). Это в сотни и тысячи раз меньше, чем у металлов. Для теплоотвода в электронике и в теплообменной технике применяют термопроводящие компаунды с минеральными или металлическими наполнителями — у них λ может достигать единиц и десятков Вт/(м·К).
Особенности применения полимеров с учётом теплопроводности:
В жидкостях передача тепла осуществляется молекулярными столкновениями; теплопроводность обычно в 2–10 раз ниже, чем у твёрдых диэлектриков, и слабо зависит от давления. У воды λ ≈ 0,60 Вт/(м·К) — самая высокая среди распространённых жидкостей при нормальных условиях.
В газах теплопроводность ещё ниже: воздух имеет λ ≈ 0,024–0,026 Вт/(м·К) при 20 °C. Поэтому замкнутые воздушные полости — эффективный изолятор; этот принцип лежит в основе всех ячеистых утеплителей и стеклопакетов. У газов с лёгкими молекулами (водород, гелий) теплопроводность намного выше из-за высокой средней скорости молекул.
В реальных конструкциях через воздушный зазор тепло переносится не только теплопроводностью, но и конвекцией (при достаточной высоте полости) и излучением. Поэтому эффективное термическое сопротивление воздушных прослоек в стенах нормируется отдельно и зависит от ориентации, толщины и облицовки слоёв.
Характер температурной зависимости λ различен для разных классов материалов:
Для пористых строительных материалов и теплоизоляции влажность — главный фактор, повышающий теплопроводность. Вода имеет λ примерно в 25 раз выше, чем воздух, поэтому заполнение пор водой резко увеличивает λ материала. Для одного и того же утеплителя λ при условиях эксплуатации Б (повышенная влажность) может быть на 20–50 % выше, чем у сухого образца. Поэтому в расчёт принимают значение по СП 50.13330.2024 для соответствующих условий, а не сухое.
Из условия допустимых тепловых потерь или допустимой температуры на поверхности изоляции толщина рассчитывается через сопротивление теплопередаче цилиндрической стенки с использованием λ изоляции из таблицы 2 или паспорта производителя. Расчётные методики приведены в СП 61.13330 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
Это физическая характеристика материала, показывающая, сколько тепла в единицу времени проходит через единичную толщину при единичной разности температур. Обозначается λ, единица в СИ — Вт/(м·К). Чем выше λ, тем лучше материал проводит тепло. По закону Фурье плотность теплового потока через слой материала q = λ · ΔT/δ.
Основная единица в системе СИ — Вт/(м·К) или эквивалентно Вт/(м·°C), так как берётся разность температур. В строительной теплотехнике встречается ккал/(м·ч·°C); 1 ккал/(м·ч·°C) ≈ 1,163 Вт/(м·К). В англо-американской практике — BTU/(ч·фут·°F).
Среди широко применяемых металлов — у серебра (λ ≈ 420–430 Вт/(м·К)). Из технологически и экономически массовых — у меди (≈ 380–400 Вт/(м·К)). Алюминий уступает меди примерно в 1,5–2 раза, но выигрывает по массе и обрабатываемости.
Теплопроводность — свойство самого материала, λ в Вт/(м·К). Коэффициент теплопередачи U (или k) — характеристика конструкции в целом, Вт/(м²·К); он учитывает теплопроводность слоёв и теплоотдачу на поверхностях. Через термическое сопротивление R = δ/λ величины связаны: для однослойной плоской стенки U = 1/(1/αв + δ/λ + 1/αн).
У чистых металлов и углеродистых сталей λ медленно убывает с ростом температуры. У аустенитных нержавеющих сталей и латуней — растёт. У диэлектриков обычно убывает. У газов растёт пропорционально √T. У воды растёт примерно до 130 °C, затем убывает. Для точных расчётов в широком диапазоне температур используют табличные данные для конкретного материала.
Вода имеет теплопроводность примерно в 25 раз выше воздуха. Поры утеплителя в сухом состоянии заполнены воздухом и обеспечивают низкую λ. При увлажнении часть пор заполняется водой, и эффективная теплопроводность материала возрастает на 20–50 % и более. Поэтому в СП 50.13330.2024 для расчёта тепловой защиты используется λ при условиях эксплуатации А или Б, а не значение для сухого образца.
Для строительных и теплоизоляционных материалов с λ до 1,5 Вт/(м·К) — ГОСТ 7076-99 (стационарный метод при средней температуре от −40 до +200 °C). Для огнеупоров с λ от 0,13 до 15 Вт/(м·К) при температуре до 1350 °C — ГОСТ 12170-85 (стационарный метод). Для нестационарных измерений строительных материалов — ГОСТ 30290-94 (поверхностный преобразователь) и ГОСТ 30256-94 (цилиндрический зонд). Классификация теплоизоляции и требования к указанию λ на этикетке — по ГОСТ 16381-2022.
Около 0,024–0,026 Вт/(м·К) при температуре 20 °C и атмосферном давлении. Это одно из самых низких значений среди распространённых сред, поэтому замкнутые воздушные ячейки — основа большинства теплоизоляционных материалов. У воды для сравнения λ ≈ 0,60 Вт/(м·К), у меди — около 400 Вт/(м·К).
Для проектирования тепловой защиты зданий — расчётное значение по приложению М СП 50.13330.2024 для условий А или Б. Для теплотехнических расчётов промышленного оборудования и теплообменников — паспортные значения производителя или данные справочников теплофизических свойств (Чиркин В. С., Михеев М. А.) для соответствующего температурного диапазона. Табличные значения из общих справочников — для предварительной оценки; для ответственных расчётов нужны паспортные или экспериментальные данные.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.