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導熱系數

熱導率 是指材料直接傳導熱量的能力,或稱熱傳導率。熱導率定義為單位截面、長度的材料在單位溫差下和單位時間內直接傳導的熱量。熱導率的單位為瓦米-1開爾文-1 。熱導率 ,其中是導熱體的橫截面積,是單位時間內傳導的熱量, 是兩熱源間導熱體的厚度, 則是溫度差。
導熱系數
概念
導熱系數是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,°C),在1秒內,通過1平方米面積傳遞的熱量,用λ表示,單位為/米·度,W/m·k(W/m·K,此處的K可用℃代替)。
傅立葉定律
根據傅立葉定律,熱導率的定義式為φ=-λA*(dt/dx)

其中,x為熱流方向。

為該方向上的熱流密度,W/m^2

為該方向上的溫度梯度,單位是 K/m

對于各向同性的材料來說,各個方向上的熱導率是相同的。

影響因素
不同物質導熱系數各不相同;相同物質的導熱系數與其的結構、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關。同一物質的含水率低、溫度較低時,導熱系數較小。一般來說,固體的熱導率比液體的大,而液體的又要比氣體的大。這種差異很大程度上是由于這兩種狀態(tài)分子間距不同所導致的,F在工程計算上用的系數值都是由專門試驗測定出來的。
保溫材料
通常把導熱系數較低的材料稱為保溫材料(我國國家標準規(guī)定,凡平均溫度不高于350℃時導熱系數不大于0.12W/(m·K)的材料稱為保溫材料),而把導熱系數在0.05 W/(m·K)以下的材料稱為高效保溫材料。

導熱系數高的物質有優(yōu)良的導熱性能。在熱流密度和厚度相同時,物質高溫側壁面與低溫側壁面間的溫度差,隨導熱系數增大而減小。比如:鍋爐爐管在未結水垢時,由于鋼的導熱系數高,鋼管的內外壁溫差不大。而鋼管內壁溫度又與管中水溫接近,因此,管壁溫差(內外壁溫度平均值)不會很高。但當爐管內壁結水垢時,由于水垢的導熱系數很小,水垢內外側溫差隨水垢厚度增大而增大,從而把管壁金屬溫度迅速抬高。當水垢厚度達到相當大(一般為1~3毫米)后,會使爐管管壁溫度超過允許值,造成爐管過熱損壞。對鍋爐爐墻及管道的保溫材料來講,則要求導熱系數越低越好。

一般常把導熱系數小于0.2W/(m·K)的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。

其他資料
通常把導熱系數較低的材料稱為保溫材料(我國國家標準規(guī)定,凡平均溫度不高于350℃時導熱系數不大于0.12W/(m·K)的材料稱為保溫材料),而把導熱系數在0.05瓦/米攝氏度以下的材料稱為高效保溫材料。

導熱系數高的物質有優(yōu)良的導熱性能。在熱流密度和厚度相同時,物質高溫側壁面與低溫側壁面間的溫度差,隨導熱系數增大而減小。鍋爐爐管在未結水垢時,由于鋼的導熱系數高,鋼管的內外壁溫差不大。而鋼管內壁溫度又與管中水溫接近,因此,管壁溫度(內外壁溫度平均值)不會很高。但當爐管內壁結水垢時,由于水垢的導熱系數很小,水垢內外側溫差隨水垢厚度增大而迅速增大,從而把管壁金屬溫度迅速抬高。當水垢厚度達到相當大(一般為1~3毫米)后,會使爐管管壁溫度超過允許值,造成爐管過熱損壞。 對鍋爐爐墻及管道的保溫材料來講,則要求導熱系數越低越好。一般常把導熱系數小于0.2mW/(m·K)。的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。

常見材料的導熱系數表

單位(W/(m·K))

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