導熱系數(shù)又稱導熱率(ther ** l conductivity),導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定的傳熱條件下,1m厚材料兩側表面的溫差為1度(K,℃),在一秒鐘內(nèi),通過1平方米面積傳遞的熱量為瓦/米.度(W/www.yifujujia.com,此處的K也可以用℃替換)。以傅立葉定律為導熱系數(shù)的計算公式,表示材料的熱傳導能力。
材料的導熱系數(shù)會隨成分、物理結構、材料狀態(tài)、溫度、壓力等而變化。不同成分的導熱性差異較大,導致不同成分材料的導熱性差異較大??諝馐菬岬牟涣紝w,單粒材料的導熱性優(yōu)于材料的積累。
此外,我們通常為均質(zhì)材料定義導熱系數(shù)。實際上,還有多孔、多層、多結構和各向異性材料。這種材料獲得的導熱系數(shù)實際上是綜合導熱性能的表現(xiàn),也稱為平均導熱系數(shù)。
傅立葉定律是傳熱的基本定律,可用于計算傳熱量(Fourier’s law of heat conduction)。
那么,導熱系數(shù)的計算公式是什么呢?
根據(jù)傅立葉導熱定律,相關導熱系數(shù)計算公式如下:
Φ=-λA(dt/dx)
q=-λ(dt/dx)
其中Φ單位為導熱量W
λ:導熱系數(shù)
A:傳熱面積,單位為㎡
t:溫度,單位為K
x:單位為導熱面上的坐標m
q:沿x方向傳遞的熱流密度(嚴格來說,熱流密度是矢量,所以q熱流密度矢量應為x方向重量)單位為W/㎡
dt/dx:物體沿x方向溫度變化率
數(shù)學表達的一般形式:q=-λgradt=-λ(dt/dx)n
式中:gradt指空間某一點的溫度梯度(temperature gra ** nt);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。
上述中負號表示傳熱方向與溫度梯度相反
λ表示材料導熱性能的物性參數(shù)(λ導熱性越大)。
一般來說,材料在日常實驗中的導熱性能不能簡單地通過導熱系數(shù)計算公式獲得,而導熱系數(shù)數(shù)據(jù)的重要來源是理論與實驗的結合。
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