常見材料導熱係數全

2021-03-04 09:46:01 字數 2694 閱讀 3788

導熱率k是材料本身的固有效能引數,用於描述材料的導熱能力,又稱為熱導率,單位為w/mk。這個特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關係的,只是跟材料本身的成分有關係。不同成分的導熱率差異較大,導致由不同成分構成的物料的導熱率差異較大。

單粒物料的導熱性能好於堆積物料。

穩態導熱:匯入物體的熱流量等於匯出物體的熱流量,物體內部各點溫度不隨時間而變化的導熱過程。

非穩態導熱:匯入和匯出物體的熱流量不相等,物體內任意一點的溫度和熱含量隨時間而變化的導熱過程,也稱為瞬態導熱過程。

導熱係數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(k,°c),在1秒內,通過1平方公尺面積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/公尺·度

導熱係數與材料的組成結構、密度、含水率、溫度等因素有關。非晶體結構、密度較低的材料,導熱係數較小。材料的含水率、溫度較低時,導熱係數較小。

通常把導熱係數較低的材料稱為保溫材料(我國國家標準規定,凡平均溫度不高於350℃時導熱係數不大於0.12w/(m·k)的材料稱為保

溫材料),而把導熱係數在0.05瓦/公尺攝氏度以下的材料稱為高效保溫材料。

導熱係數高的物質有優良的導熱性能。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,隨導熱係數增大而減小。鍋爐爐管在未結水垢時,由於鋼的導熱係數高,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,由於水垢的導熱係數很小,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公釐)後,會使爐管管壁溫度超過允許值,造成爐管過熱損壞。

對鍋爐爐牆及管道的保溫材料來講,則要求導熱係數越低越好。一般常把導熱係數小於0。8x10的3次方瓦/(公尺時·攝氏度)的材料稱為保溫材料。

例如石棉、珍珠岩等

填縫導熱材料有:導熱矽脂、導熱雲母片、導熱陶瓷片、導熱矽膠片、導熱雙面膠等。主要作用是填充發熱功率器件與散熱片之間的縫隙,通常看似很平的兩個面,其實接觸面積不到40%,又因為空氣是不良導熱體,導熱係數僅有0.

03w/m.k,填充縫隙就是用導熱材料填充縫隙間的空氣.

傅力葉方程式:

q=ka△t/d,

r=a△t/**: 熱量,w k: 導熱率,w/mk a:接觸面積

d: 熱量傳遞距離 △t:溫度差 r: 熱阻值

將上面兩個公式合併,可以得到 k=d/r。因為k值是不變的,可以看得出熱阻r值,同材料厚度d是成正比的。也就說材料越厚,熱阻越大。

但如果仔細看一些導熱材料的資料,會發現很多導熱材料的熱阻值r,同厚度d並不是完全成正比關係。這是因為導熱材料大都不是單一成分組成,相應會有非線性變化。厚度增加,熱阻值一定會增大,但不一定是完全成正比的線性關係,可能是更陡的曲線關係。

實際這是不可能的條件。所以測試並計算出來的熱阻值並不完全是材料本身的熱阻值,應該是材料本身的熱阻值+所謂接觸面熱阻值。因為接觸面的平整度、光滑或者粗糙、以及安裝緊固的壓力大小不同,就會產生不同的接觸面熱阻值,也會得出不同的總熱阻值。

所以國際上流行會認可設定一種標準的測試方法和條件,就是在資料上經常會看到的astm d5470。這個測試方法會說明進行熱阻測試時候,選用多大的接觸面積a,多大的熱量值q,以及施加到接觸面的壓力數值。大家都使用同樣的方法來測試不同的材料,而得出的結果,才有相比較的意義。

通過測試得出的熱阻r值,並不完全是真實的熱阻值。物理科學就是這樣,很多引數是無法真正的量化的,只是乙個「模糊」的數學概念。通過這樣的「模糊」資料,人們可以將一些資料量化,而用於實際應用。

此處所說的「模糊」 是數學術語,「模糊」表示最為接近真實的近似。

而同樣道理,根據熱阻值以及厚度,再計算出來的導熱率k值,也並不完全是真正的導熱率值。

傅力葉方程式,是乙個完全理想化的公式。我們可用來理解導熱材料的原理。但實際應用、熱阻計算是複雜的數學模型,會有很多的修正公式,來完善所有的環節可能出現的問題。

總之:a. 同樣的材料,導熱率是乙個不變的數值,熱阻值是會隨厚度發生變化的。

b. 同樣的材料,厚度越大,可簡單理解為熱量通過材料傳遞出去要走的路程越多,所耗的時間也越多,效能也越差。

c. 對於導熱材料,選用合適的導熱率、厚度是對效能有很大關係的。選擇導熱率很高的材料,但是厚度很大,也是效能不夠好的。

最理想的選擇是:導熱率高、厚度薄,完美的接觸壓力保證最好的介面接觸。

d、使用什麼導熱材料給客戶,理論上來講是很困難的一件事情。很難真正的通過一些簡單的資料,來準確計算出選用何種材料合適。更多的是靠測試和對比,還有經驗。

測試能達到產品要求的理想效果,就是最為合適的材料。

e、不專業的使用者,會關注材料的導熱率;專業的使用者,會關注材料的熱阻值。

導熱係數

導熱係數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(k,°c),在1小時內,通過1平方公尺面積傳遞的熱量,單位為瓦/公尺?度(w/mk,此處的k可用°c代替)。

導熱係數與材料的組成結構、密度、含水率、溫度等因素有關。非晶體結構、密度較低的材料,導熱係數較小。材料的含水率、溫度較低時,導熱係數較小。

通常把導熱係數較低的材料稱為保溫材料,而把導熱係數在0.05瓦/公尺度以下的材料稱為高效保溫材料。

導熱率(熱導率)是反映材料導熱性能的物理量,它不僅是評價材料的熱學特性的依據,而且是材料在應用時的乙個設計依據,在加熱器 、散熱器、傳熱管道設計、房屋設計等工程實踐中都要涉及這個引數。因為材料的熱導率不僅隨溫度、壓力變化,而且材料的雜質含量。結構變化都會明顯影響熱導率的數值,所以在科學實驗和工程技術中對材料的熱導率常用實驗的方法測定。

內容。導熱係數單位換算

常見材料導熱係數

一 固體的導熱係數 常用的固體導熱係數見表 4 1 在所有固體中,金屬是最好的導熱體。純金屬的導熱係數一般隨溫度公升高而降低。而金屬的純度對導熱係數影響很大,如含碳為 1 的普通碳鋼的導熱係數為 45w m k 不鏽鋼的導熱係數僅為 16 w m k 表 4 1 常用固體材料的導熱係數 固體溫度,導...

導熱係數 導熱材料

常見的填縫導熱材料有 導熱矽脂 導熱雲母片 導熱陶瓷片 導熱矽膠片 導熱雙面膠等。主要作用是填充發熱功率器件與散熱片之間的縫隙,通常看似很平的兩個面,其實接觸面積不到40 又因為空氣是不良導熱體,導熱係數僅有0.03w 填充縫隙就是用導熱材料填充縫隙間的空氣.導熱係數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材...

常規材料的導熱係數

導熱係數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度 k,c 在1小時內,通過1平方公尺面積傳遞的熱量,單位為瓦 公尺?度 w m?k,此處的k可用 c代替 導熱率 w m k 金剛石 1300 2400 矽 611 銀 429 銅 401 金 317 鈹 250 鋁 240 氮化鋁 2...