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導熱系數計算公式解析
發布:導熱材料廠家 時間:2020-09-12 14:59:23 點擊數:102
導熱系數也叫導熱率(thermal conductivity),導熱系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,),在1秒鐘的時間內,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的計算公式。

材料的導熱系數會隨組成成分、物理結構、物質狀態、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是針對均質材料而言的。實際情況下,還存在有多孔、多層、多結構、各向異性材料,此種材料獲得的導熱系數實際上是一種綜合導熱性能的表現,也稱之為平均導熱系數。
傅立葉定律熱量傳遞示意圖
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,導熱系數計算公式是什么呢?

根據傅立葉導熱定律,相關的導熱系數計算公式表達如下:

Φ=-λA(dt/dx)

q=-λ(dt/dx)

其中Φ為導熱量,單位為W

λ:導熱系數

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(λ越大,導熱性能越好)。

通常,在日常實驗中物質的導熱性能不能單單利用導熱系數計算公式就能簡單獲得,而需要通過理論和實驗相結合方式才是導熱系數數據的重要來源方式。

諾豐

本文標簽: 導熱系數  


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