Tepelné vlastnosti
Přehled a popis hlavních tepelně-technických parametrů
Tepelná konduktivita λ (součinitel tepelné vodivosti) vyjadřuje schopnost dané látky vést teplo. Číselně vyjadřuje množství tepla, které v ustáleném stavu prochází jednotkovým průřezem látky, při jednotkovém teplotním gradientu za jednotku času.
Měrná tepelná kapacita c je definována jako tepelná kapacita hmotné jednotky (podíl tepelné kapacity objektu a jeho hmotnosti), přičemž měrná tepelná kapacita c značí množství tepla potřebné k ohřátí 1kg látky o 1 °C.
Tepelná difuzivita α (součinitel teplotní vodivosti) vyjadřuje schopnost látky vyrovnávat rozdílné teploty při neustáleném šíření tepla vedením v homogenním prostředí, je rovna podílu tepelné konduktivity a součinu její objemové hmotnosti a měrné tepelné kapacity při stálém tlaku.
Tyto veličiny jsou provázány vztahem:
Součinitel teplotní vodivosti α | |
---|---|
`a=lambda/(rho*c)` |
λ - součinitel tepelné vodivosti [W.m-1K-1] ρ - objemová hmotnost [kg.m-3] c - měrná tepelná kapacita materiálu [J.kg-1K-1] |
jednotky: m2 s-1 |
Všechny uvedené materiálové parametry jsou obecně závislé na vnějších podmínkách, které dominantně ovlivňuje změna vlhkosti a teploty. Proto je při přesných výpočtech nutno veličiny znát při různých teplotách i vlhkostech.
Součinitel tepelné vodivosti λ
Je definován Fourierovým zákonem :
`q = lambda * grad T`
q - vektor hustoty tepelného toku
T - je teplota
Pro nejjednodušší analytické vyjádření závislostí součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti a teplotě sledovaného materiálu lze akceptovat jeho lineární nárůst s vlhkostí i s teplotou. To je pak možno vyjádřit rovnicí:
`lambda = lambda_0*(1+alpha_w*w+alpha_t*(t-t_0))`
λ - hodnota součinitele tepelné vodivosti sledovaného materiálu při vlhkosti w a teplotě t
λo - hodnota součinitele tepelné vodivosti sledovaného materiálu při nulové vlhkosti a základní teplotě to (laboratorní–cca 30°C)
w - hmotnostní vlhkost udaná v %
t - teplota ve °C
αw - linearizovaný koeficient nárůstu součinitele tepelné vodivosti s vlhkostí materiálu
αt - linearizovaný koeficient nárůstu součinitele tepelné vodivosti s teplotou materiálu