(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как лучше провести отопление


схемы подключения, проекты системы с естественной и принудительной циркуляцией

Это очень важный вопрос. При ошибке выбора системы теплоснабжения в комнатах будет холодно, или расходы на отопление окажутся совершенно неподъёмными.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Схемы подключения отопления частного дома своими руками

Существует несколько типов отопительных систем частного дома, которые можно сделать своими руками.

Однотрубные системы

Ключевой элемент — котёл. В нём теплоноситель нагревается, проходит по системе обогрева и возвращается назад в котёл, где вода снова нагревается.

В качестве трубы забора холодной воды служит вторая часть системы. Вся система носит кольцевой замкнутый характер непрерывного цикла.

Однотрубные системы бывают:

  • Закрытые — не сообщается с окружающим воздухом, а при избыточном давлении внутри лишний воздух убирается вручную. Объём жидкости в системе постоянен.
  • Открытые — имеют н

Проводимость тепла

Какой материал лучше проводит тепло, дерево, пластик или металл? В этом эксперименте мы узнаем, как проводить тепло и как разные материалы по-разному проводят тепло.

Примечание. Хотя материалы для этого эксперимента легко найти, одним из материалов является кипяток. В зависимости от возраста ваших детей важна помощь взрослых. Смотрите наше демонстрационное видео и инструкции для печати ниже.

Проведение тепловых экспериментов Видео


Проведение теплового эксперимента Видео

Необходимые материалы

  • Маленькая стеклянная миска
  • Три ложки (1 из дерева, 1 из пластика и 1 из металла)
  • Масло сливочное
  • 3 бусины
  • Кипяток

Инструкции по эксперименту

Шаг 1 - Начните с размещения 3 ложек в небольшой стеклянной миске.


Шаг 2 - Поместите небольшой кусочек масла в верхнюю часть каждой ложки.


Шаг 3 - Положите по капле на каждую лепешку масла.


Шаг 4 - Осторожно налейте горячую кипящую воду в чашу, пока она не станет почти полной. Будьте осторожны, чтобы ложки не упали в миску.


Шаг 5 - Внимательно посмотрите, что происходит с бусинами. Примечание: вам, скорее всего, нужно будет понаблюдать за экспериментом в течение 5-10 минут, прежде чем что-либо произойдет.

Как работает эксперимент?

Тепло может перемещаться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. В этом эксперименте тепло передавалось посредством теплопроводности. Проводимость - это передача тепла от одной частицы материи к другой без движения самой материи. По мере нагрева вещества частицы, составляющие его, начинают двигаться быстрее.

В этом эксперименте, когда мы помещали ложки в кипящую воду, быстро движущиеся частицы воды сталкивались с медленно движущимися частицами ложки.В результате столкновения между частицами воды и частицами ложки частицы ложки начинают двигаться быстрее, и металлическая ложка становится горячее. По мере того, как металлическая ложка нагревается, масло начинает таять, и бусинка соскальзывает по ложке.

Почему бусинка соскользнула по металлической ложке быстрее, чем по деревянной или пластиковой ложке? Металл - хороший проводник, тепла, а дерево и пластик - хорошие изоляторы , . Проводник хорошо передает тепловую энергию (тепло), а изолятор плохо передает тепловую энергию (тепло).

Надеюсь, вам понравился эксперимент. Вот несколько инструкций для печати:

.

Что такое теплопроводность?

Диаграмма, показывающая передачу тепловой энергии через проводимость. Кредит: Безграничный

Тепло - интересный вид энергии. Он не только поддерживает жизнь, делает нас комфортными и помогает готовить пищу, но и понимание его свойств является ключом ко многим областям научных исследований. Например, знание того, как передается тепло и степень, в которой различные материалы могут обмениваться тепловой энергией, управляет всем: от обогревателей здания и понимания сезонных изменений до отправки кораблей в космос.

Тепло может передаваться только тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Из них кондукция, пожалуй, самая распространенная и регулярно встречается в природе. Короче говоря, это передача тепла посредством физического контакта. Это происходит, когда вы нажимаете рукой на оконное стекло, когда вы ставите кастрюлю с водой на активный элемент и когда вы кладете утюг в огонь.

Этот перенос происходит на молекулярном уровне - от одного тела к другому - когда тепловая энергия поглощается поверхностью и заставляет молекулы этой поверхности двигаться быстрее.В процессе они натыкаются на своих соседей и передают им энергию - процесс, который продолжается до тех пор, пока добавляется тепло.

Процесс теплопроводности зависит от четырех основных факторов: температурного градиента, поперечного сечения материалов, длины пути и свойств этих материалов.

Температурный градиент - это физическая величина, которая описывает, в каком направлении и с какой скоростью изменяется температура в определенном месте.Температура всегда течет от самого горячего источника к самому холодному, потому что холод - это не что иное, как отсутствие тепловой энергии. Этот переход между телами продолжается до тех пор, пока разница температур не исчезнет и не наступит состояние, известное как тепловое равновесие.

Поперечное сечение и длина пути также являются важными факторами. Чем больше размер материала, участвующего в переносе, тем больше тепла требуется для его нагрева. Кроме того, чем больше площадь поверхности подвергается воздействию открытого воздуха, тем больше вероятность потери тепла.Таким образом, более короткие объекты с меньшим поперечным сечением - лучший способ минимизировать потери тепловой энергии.

Теплопроводность происходит через любой материал, представленный здесь прямоугольным стержнем. Скорость переноса частично зависит от толщины материала (обозначено A). Кредит: Безграничный

И последнее, но не менее важное, это физические свойства используемых материалов. По сути, когда дело доходит до теплопроводности, не все вещества одинаковы.Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, тогда как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань, являются плохими проводниками тепла.

Эти проводящие свойства оцениваются на основе «коэффициента», который измеряется относительно серебра. В этом отношении серебро имеет коэффициент теплопроводности 100, тогда как другие материалы имеют более низкий рейтинг.К ним относятся медь (92), железо (11), вода (0,12) и дерево (0,03). На противоположном конце спектра находится идеальный вакуум, который не может проводить тепло, и поэтому оценивается как нулевой.

Материалы, плохо проводящие тепло, называются изоляторами. Воздух с коэффициентом проводимости 0,006 является исключительным изолятором, поскольку он может удерживаться в замкнутом пространстве. Вот почему в искусственных изоляторах используются воздушные отсеки, такие как окна с двойным остеклением, которые используются для сокращения счетов за отопление.По сути, они действуют как буферы от потерь тепла.

Перо, мех и натуральные волокна являются примерами натуральных изоляторов. Эти материалы позволяют птицам, млекопитающим и людям оставаться в тепле. Морские каланы, например, живут в океанических водах, которые часто очень холодные, а их роскошный густой мех согревает их. Другие морские млекопитающие, такие как морские львы, киты и пингвины, полагаются на толстый слой жира (также известный как жир) - очень плохой проводник - для предотвращения потери тепла через кожу.

Та же самая логика применяется к изоляции домов, зданий и даже космических кораблей.В этих случаях методы включают либо воздушные карманы между стенами, стекловолокно (которое задерживает воздух) или пену высокой плотности. Космические аппараты представляют собой особый случай и используют изоляцию в виде пенопласта, армированного углеродного композитного материала и плиток из кварцевого волокна. Все они плохо проводят тепло и, следовательно, предотвращают потерю тепла в космосе, а также предотвращают попадание экстремальных температур, вызванных атмосферным входом, в кабину экипажа.

Электропроводность, как показано при нагревании металлического стержня пламенем.Кредит: Высшее образование Томсона.

Законы, регулирующие теплопроводность, очень похожи на закон Ома, регулирующий электрическую проводимость. В этом случае хороший проводник - это материал, который позволяет электрическому току (то есть электронам) без особых проблем проходить через него. Электрический изолятор, напротив, представляет собой любой материал, внутренние электрические заряды которого не текут свободно, и поэтому очень трудно проводить электрический ток под действием электрического поля.

В большинстве случаев материалы, которые плохо проводят тепло, также плохо проводят электричество. Например, медь хорошо проводит тепло и электричество, поэтому медные провода так широко используются в производстве электроники. Золото и серебро еще лучше, и там, где цена не является проблемой, эти материалы также используются при строительстве электрических цепей.

И когда кто-то хочет "заземлить" заряд (т.е.е. нейтрализовать его), они отправляют его через физическое соединение с Землей, где теряется заряд. Это обычное явление для электрических цепей, в которых присутствует незащищенный металл, гарантирующий, что люди, случайно вступившие в контакт, не будут поражены электрическим током.

Это вид на носовую часть космического корабля "Дискавери", построенного из жаропрочных углеродных композитов. Предоставлено: НАСА.

Изоляционные материалы, такие как резина на подошвах обуви, используются для обеспечения защиты людей, работающих с чувствительными материалами или вблизи источников электрического тока, от электрических зарядов.Другие изоляционные материалы, такие как стекло, полимеры или фарфор, обычно используются в линиях электропередач и высоковольтных передатчиках мощности, чтобы энергия передавалась в цепи (и ничего больше!)

Короче говоря, проводимость сводится к передаче тепла или электрического заряда. И то и другое происходит в результате способности вещества позволять молекулам передавать энергию через них.


Разработан теплопроводящий пластик

Ссылка : Что такое теплопроводность? (2014, 9 декабря) получено 16 сентября 2020 с https: // физ.org / news / 2014-12-what-is-heat-constraction.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Как работают радиаторы | HowStuffWorks

Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость - это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстрые молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , - это то, как радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.

Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.

Объявление

Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / м · К). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и имеет небольшой вес. Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.

Медь - один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность - 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже.Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.

Так куда же девается тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. У большинства компьютеров также есть дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами .Наиболее распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.

.

Разработан материал, который одновременно является теплоизоляционным и теплопроводным.

Недавно разработанный материал хорошо проводит тепло по слоям, в то же время обеспечивая теплоизоляцию по вертикали. Кредит: MPI-P, лицензия CC-BY-SA.

Пенополистирол или медь - оба материала обладают очень разными свойствами в том, что касается их способности проводить тепло. Ученые из Института исследования полимеров Макса Планка (MPI-P) в Майнце и Университета Байройта совместно разработали и охарактеризовали новый, чрезвычайно тонкий и прозрачный материал, который имеет различные свойства теплопроводности в зависимости от направления.Хотя он может очень хорошо проводить тепло в одном направлении, он показывает хорошую теплоизоляцию в другом направлении.

Теплоизоляция и теплопроводность играют решающую роль в нашей повседневной жизни - от компьютерных процессоров, где важно отводить тепло как можно быстрее, до домов, где хорошая изоляция необходима для снижения затрат на электроэнергию. Часто для изоляции используются очень легкие пористые материалы, такие как полистирол, а для отвода тепла используются тяжелые материалы, такие как металлы.Недавно разработанный материал, который ученые MPI-P разработали и охарактеризовали совместно с Университетом Байройта, теперь может сочетать оба свойства.

Материал состоит из чередующихся слоев тонких стеклянных пластин, между которыми вставлены отдельные полимерные цепи. «В принципе, наш материал, изготовленный таким образом, соответствует принципу двойного остекления, - говорит Маркус Ретч, профессор Университета Байройта. «Разница лишь в том, что у нас не только два слоя, но и сотни.«

Хорошая теплоизоляция наблюдается перпендикулярно слоям. С точки зрения микроскопии, тепло - это движение или колебание отдельных молекул в материале, которое передается соседним молекулам. За счет наложения множества слоев друг на друга этот перенос уменьшается: каждый новый пограничный слой блокирует часть теплопередачи. Напротив, тепло внутри слоя может хорошо проводиться - нет границ раздела, которые могли бы блокировать тепловой поток. В целом теплоотдача внутри слоя в 40 раз выше, чем перпендикулярно ему.

Теплопроводность по слоям сравнима с теплопроводностью термопасты, которая используется, среди прочего, для нанесения радиаторов на процессоры компьютеров. Для электроизоляционных материалов на основе полимера / стекла это значение является исключительно высоким - оно в шесть раз превышает значение коммерчески доступных пластмасс.

Чтобы материал работал эффективно, а также был прозрачным, слои должны были быть изготовлены с очень высокой точностью - любая неоднородность нарушила бы прозрачность, как царапина на куске оргстекла.Высота каждого слоя составляет всего одну миллионную миллиметра, т.е. один нанометр. Чтобы исследовать однородность последовательности слоев, материал был охарактеризован в группе Йозефа Бреу, профессора неорганической химии Университета Байройта.

«Мы используем рентгеновские лучи для освещения материала», - говорит Бреу. «Наложив эти лучи, которые отражаются отдельными слоями, мы смогли показать, что слои могут быть получены очень точно».

Проф. Фитас, член проф.Подразделение Ханса-Юргена Бутта смогло дать ответ на вопрос, почему эта слоистая структура имеет такие необычайно разные свойства вдоль или перпендикулярно отдельным стеклянным пластинам. Используя специальное лазерное измерение, его группа смогла охарактеризовать распространение звуковых волн, которые, как тепло, также связаны с движением молекул материала. «Этот структурированный, но прозрачный материал отлично подходит для понимания того, как звук распространяется в разных направлениях», - говорит Фитас.Различные скорости звука позволяют делать прямые выводы о механических свойствах, зависящих от направления, которые недоступны с помощью других методов.

В своей дальнейшей работе исследователи надеются лучше понять, как на распространение звука и тепла может влиять структура стеклянной пластины и полимерный состав. Исследователи видят возможное применение в области высокоэффективных светодиодов, в которых стеклополимерный слой служит, с одной стороны, как прозрачная оболочка, а с другой стороны, может рассеивать выделяемое тепло вбок.

Ученые опубликовали свои результаты в известном журнале Angewandte Chemie - International Edition .


Исследователи демонстрируют новые концепции управления теплом.
Дополнительная информация: Зуюань Ван и др., Настраиваемая термоупругая анизотропия в гибридных брэгговских штабелях с экстремальным удержанием полимера, Angewandte Chemie (2019).DOI: 10.1002 / ange.201911546 Предоставлено Байройтский университет

Ссылка : Разработан материал, одновременно являющийся теплоизоляционным и теплопроводным (2020, 17 января) получено 16 сентября 2020 с https: // физ.org / news / 2020-01-material-теплоизоляция-теплопроводность.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Смотрите также