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導熱系數(shù)的概念是什么?導熱系數(shù)如何計算?

  導熱系數(shù)也叫導熱率(thermal conductivity)導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,℃),在1秒鐘的時間內(nèi),通過1平方米面積傳遞的熱量,單位為瓦/米.度(W/m.K,此處的K也可以用℃代替)。是表示材料熱傳導能力大小的物理量,使用傅立葉定律作為其導熱系數(shù)的計算公式。

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  材料的導熱系數(shù)會隨組成成分、物理結(jié)構(gòu)、物質(zhì)狀態(tài)、溫度、壓力等而變化。不同成分的導熱率差異較大,導致由不同成分構(gòu)成的物料的導熱率差異較大。空氣為熱的不良導體,單粒物料的導熱性能好于堆積物料。


  此外,一般上面我們定義的導熱系數(shù)是針對均質(zhì)材料而言的。實際情況下,還存在有多孔、多層、多結(jié)構(gòu)、各向異性材料,此種材料獲得的導熱系數(shù)實際上是一種綜合導熱性能的表現(xiàn),也稱之為平均導熱系數(shù)。


 傅立葉定律是傳熱學中的一個基本定律,可以用來計算熱量的傳導量(Fourier's law of heat conduction)。


  那么,導熱系數(shù)計算公式是什么呢?


  根據(jù)傅立葉導熱定律,相關(guān)的導熱系數(shù)計算公式表達如下:


Φ=-λA(dt/dx)


q=-λ(dt/dx)


其中Φ為導熱量,單位為W


λ:導熱系數(shù)


A:傳熱面積,單位為㎡


t:溫度,單位為K


x:在導熱面上的坐標,單位為m


q:沿x方向傳遞的熱流密度(嚴格地說熱流密度是矢量,所以q應(yīng)是熱流密度矢量在x方向的分量)單位為W/㎡


dt/dx:物體沿x方向的溫度變化率


一般形式的數(shù)學表達式:q=-λgradt=-λ(dt/dx)n


式中:gradt是指空間某點的溫度梯度(temperature gradient);n是指通過該點的等溫線上的法向單位矢量,指溫度升高的方向。


上述式中負號表示傳熱方向與溫度梯度方向相反


λ表征材料導熱性能的物性參數(shù)(λ越大,導熱性能越好)。


通常,在日常實驗中物質(zhì)的導熱性能不能單單利用導熱系數(shù)計算公式就能簡單獲得,而需要通過理論和實驗相結(jié)合方式才是導熱系數(shù)數(shù)據(jù)的重要來源方式。


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導熱系數(shù)的概念是什么?導熱系數(shù)如何計算?

  導熱系數(shù)也叫導熱率(thermal conductivity)導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,℃),在1秒鐘的時間內(nèi),通過1平方米面積傳遞的熱量,單位為瓦/米.度(W/m.K,此處的K也可以用℃代替)。是表示材料熱傳導能力大小的物理量,使用傅立葉定律作為其導熱系數(shù)的計算公式。

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  材料的導熱系數(shù)會隨組成成分、物理結(jié)構(gòu)、物質(zhì)狀態(tài)、溫度、壓力等而變化。不同成分的導熱率差異較大,導致由不同成分構(gòu)成的物料的導熱率差異較大??諝鉃闊岬牟涣紝w,單粒物料的導熱性能好于堆積物料。


  此外,一般上面我們定義的導熱系數(shù)是針對均質(zhì)材料而言的。實際情況下,還存在有多孔、多層、多結(jié)構(gòu)、各向異性材料,此種材料獲得的導熱系數(shù)實際上是一種綜合導熱性能的表現(xiàn),也稱之為平均導熱系數(shù)。


 傅立葉定律是傳熱學中的一個基本定律,可以用來計算熱量的傳導量(Fourier's law of heat conduction)。


  那么,導熱系數(shù)計算公式是什么呢?


  根據(jù)傅立葉導熱定律,相關(guān)的導熱系數(shù)計算公式表達如下:


Φ=-λA(dt/dx)


q=-λ(dt/dx)


其中Φ為導熱量,單位為W


λ:導熱系數(shù)


A:傳熱面積,單位為㎡


t:溫度,單位為K


x:在導熱面上的坐標,單位為m


q:沿x方向傳遞的熱流密度(嚴格地說熱流密度是矢量,所以q應(yīng)是熱流密度矢量在x方向的分量)單位為W/㎡


dt/dx:物體沿x方向的溫度變化率


一般形式的數(shù)學表達式:q=-λgradt=-λ(dt/dx)n


式中:gradt是指空間某點的溫度梯度(temperature gradient);n是指通過該點的等溫線上的法向單位矢量,指溫度升高的方向。


上述式中負號表示傳熱方向與溫度梯度方向相反


λ表征材料導熱性能的物性參數(shù)(λ越大,導熱性能越好)。


通常,在日常實驗中物質(zhì)的導熱性能不能單單利用導熱系數(shù)計算公式就能簡單獲得,而需要通過理論和實驗相結(jié)合方式才是導熱系數(shù)數(shù)據(jù)的重要來源方式。


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