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文档简介

1、常见材料导热系数史上版 导热率K是材料本身的固有性能参数,用于描述材料的导热能力,乂称为热导率,单位为W/mKo这个特性 跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的,只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差 异较大,导致山不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。稳态字热:导入物体的热流量等于导出物体的热流量,物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。非稳态导热:导入和导出物体的热流量不相等,物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过 程,也称为瞬态导热过程。字热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K, ° C),在1秒

2、内,通过 1平方米面积传递的热量,用X表示,单位为瓦/米度字热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料,字 热系数较小。材料的含水率、温度较低时,导热系数较小。通常杷导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定,凡平均温度不高于3509时导热系 数不大于0. 1 2W/(mK)的材料称为保温材料),而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为 高效保温材料。导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时,物质高温侧壁而与低温侧壁而 间的温度差,随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时,由于钢的导热系数高,钢管的内外壁温差 不大。而钢管内

3、壁温度又与管中水温接近,因此,管壁温度(内外壁温度平均值)不会很高。但当炉管内 壁结水垢时,由于水垢的导热系数很小,水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大,从而把管壁金属温 度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大(一般为广3毫米)后,会使炉管管壁温度超过允许值,造成炉管 过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲,则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。 8x10的3次方瓦/(米时摄氏度)的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双而胶等。主要作用是 填充发热功率器件与散热片之间的缝隙,通常看似很平的两个而,其实接触而积不到40%,

4、又因为空气是 不良字热体,字热系数仅有0. 03w/ m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气.傅力叶方程式:鼻Q = KAAT/d,R=A AT/QQ:热量,W K:导热率,W / mkA:接触而积d:热量传递距离!:温度差 R :热阻值将上而两个公式合并,可以得到K = d/Ro因为K值是不变的,可以看得出热阻R值,同材料厚度d是 成正比的。也就说材料越厚,热阻越大。但如果仔细看一些导热材料的资料,会发现很多导热材料的热阻值R,同厚度d并不是完全成正比关系。 这是因为导热材料大都不是单一成分组成,相应会有非线性变化。厚度增加,热阻值一定会增大,但不 一定是完全成正比的线性关系,可能是

5、更陡的曲线关系。实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值,应该是材料本身 的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑致者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同,就 会产生不同的接触而热阻值,也会得出不同的总热阻值。所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件,就是在资料上经常会看到的ASTM D5470o 这个测试方法会说明进行热阻测试时候,选用多大的接触面积A,多大的热量值Q,以及施加到接触面的 压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料,而得出的结果,才有相比较的意义。通过测试得出的热阻R值,并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样,很多参数是

6、无法真正的量化 的,只是一个“模糊”的数学槪念。通过这样的“模糊”数据,人们可以将一些数据量化,而用于实际应 用。此处所说的"模糊”是数学术语,“模糊”表示最为接近真实的近似。常见材料导热系数史上版而同样道理,根据热阻值以及厚度,再计算出来的导热率K值,也并不完全是真正的导热率值。傅力叶方程式,是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是 复杂的数学模型,会有很多的修正公式,来完善所有的环节可能出现的问题。总之:A a.同样的材料,导热率是一个不变的数值,热阻值是会随厚度发生变化的。A b.同样的材料, 厚度越大,可简单理解为热量通过材料传递出去要走的

7、路程越多,所耗的吋间也越多,效能也越差。c. 对于导热材料,选用合适的导热率、厚度是对性能有很大关系的。选择导热率很高的材料,但是厚度 很大,也是性能不够好的。最理想的选择是:导热率高、厚度萍,完美的接触压力保证最好的界面接触。d、使用什么导热材料给客户,理论上来讲是很困难的一件事情。很难真正的通过一些简单的数据,来 准确计算出选用何种材料合适。更多的是靠测试和对比,还有经验。测试能达到产品要求的理想效果, 就是最为合适的材料。e、不专业的用户,会关注材料的导热率;专业的用户,会关注材料的热阻值。导热系数导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表而的温差为1度(K, ° C)

8、,在1小时内,通过1平方米而积传递的热量,单位为瓦/米度(W/mK,此处的K可用。C代替)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料,导热 系数较小。材料的含水率、温度较低时,导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料,而把导热系数在0. 05瓦/米度以下的材料称为高效保温 材料。导热率(热导率)是及映材料导热性能的物理量,它不仅是评价材料的热学特性的依据,而且是材料在应 用时的一个设计依据,在加热器、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。 因为材料的热字率不仅随温度、压力变化,而且材料的杂质含量。结构变化都会明显影响热字

9、率的数值, 所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。内容。导热系数单位换算千卡/米时弋 kcal/(m h- °C )卡/厘米秒弋 cal/(cms °C )瓦/ 米KW/(mK)焦耳/厘米秒°C J/(cm s °C )英热单位/英 尺时 Btu/(fth °F )12.78x10-31.161.16x10-20.6723601418.74.1872420.85982.39x10-3110-20.57885.980.239100157.81.494.13x10-31.731.73x10-21材料名称导热 系数 W/mK材料

10、名称导热 系数 W/mK材料名称导热 系数W/mK名 料 材称导热 系数 W/mK材料 名称导热 系数 W/mKSi150ABS0.25空气0.01 0.0导热硅0.8飞S i 027.6PA0.25水蒸汽0.02 3SIC490PC0. 2水0. 50.7GaA s46PMM A0. 14硫酸50. 470.GaP7 7PP0 . 2木材(纵0. 38LT CC2PP+25 %0 . 2木材(横0.140.17AIN150软质P V0. 14普通粘土O.70. 8A 1 2 0345硬质PVC0 . 1耐火砖1. 06K ova r1 7.3PS0.08水泥沙0.91 .钻石2300LDPE

11、0.33瓷砖1. 99金317HDPE0.5石棉0 . 150.3银429橡胶0.玄武岩2. 1 8纯铝237P U0. 25花岗岩2. 63. 6纯铜401纯硅胶0. 35石蜡0. 1 2纯锌1 1 2中密度硅0. 17石油0. 14纯钛14. 6低密度硅0. 12沥青0.7纯锡64玻璃0. 5纸板0.060.14纯铅35玻璃钢0.40铸铁4290纯線90泡沬0.0 4不锈钢17钢3 6FR40. 2铸铝1 3 8 147黃铜7环氧树脂0.AI160青铜32A I 6063201Al 70751 30常用材料的导热系数表用途材料名称密度(kg/m3)导热系数(W/m.K)窗框铜8900380

12、硅合金铝2800160黄铜8400120铁780050不锈钢790017PVC13900.17硬木7000.18建筑构件软木5000.13UP树脂玻璃钢19000.4玻璃碳酸钙玻璃25001.0有机玻璃PMMA1180聚碳酸脂12000.2热断桥聚冼氨尼龙11500.256.6%尼龙,25%玻璃 纤维14509800.30.5高密度聚乙烯HD低密度聚乙烯LD9200.33固体聚丙烯9100.2225%玻纤聚丙烯12000.25聚亚氨脂树脂PU12000.25刚性PVC13900.17防雨氯丁橡胶PCP12400.23三元乙丙EPDM1150|025纯硅胶1200|0.35密封条柔性PVC120

13、0|0.14聚脂马海毛(0.14柔性橡胶泡末60-80|0.05刚性聚氨脂PU1200|0.25固体/热融异丁烯1200|0.24聚硫胶1700|0.4纯硅胶1200|0.35密封剂聚异丁烯930|0.2聚脂树脂1400|0.19硅胶干燥剂720|0.13分子筛650-750|o.i低密度硅胶泡末750|0.12中密度硅胶泡末820|0.17金属导热系数表(W/ mK)热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mKo其中“W”指热功率单 位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明字热性能越好。以下是几种常见 金属的热传字系数表:银429铜 4

14、0 1金31 7铝237铁 8 0锡 67铅 34.8各种物质字热系数!mate r ial con ductivity K (W/m K)diamon d 钻石 2 300s i I ver 银 42 9cooper 铜 40 1go I d 金 317alum inum 铝 237各物质的导热系数物质温度导热系数物质温度导热系数亚麻布50 0. 09落叶松木00.13木屑50海砂20研碎软木压缩软木聚苯乙烯硫化橡胶0. 05 普通松木 45 0.080. O. 0320 0. 0420 0. 07100 0.杨木100 0.1胶合板O 0.125 纤维素0 0.4608丝20 0.0400

15、550 0.220.29 炉渣 50 0. 84操铝猛合金0 327硬质胶25 01 830 32 1 5 3 白桦木 30 0. 1530 11 橡木 20 0. 1730 20. 9 雪松 0 0. 095铜钢铜铜絡棉 青殷康黄襟石20 70183 金 20 1 2. 0 0160柏木20 0.13171普通冕玻璃37石英玻瑪 4 1 .20 14 6纸12 0. 060. 1 3 燧石玻瑪32 0. 795皮棉4.1 0. 03重燧石玻瑪12.5 0. 78矿渣棉0 0. 050.14 精制玻瑪12 0.9毡 0.04 汽油 120.11蜡 0.04 凡士林 120.184纸板0.14

16、“天然气”油12 0.14 皮革 0. 180.19甘油0 0. 276冰 2. 22 煤油 1 00 0.12新下的雪0. 1 茏麻油500 0. 18 填实了的雪0. 2 1橄榄油O 0. 1 65 瓷 1.05 已烷 0 O. 1 52 石蜡油0.123二氯乙烷0.1 47变压器油 0. 128 90%硫酸0.354 石油 0. 14醋酸1 8石蜡0. 12硝基苯0. 1 59柴油机燃油 0. 1 2 二硫化碳0.144 沥青0. 699甲醇0.207 玄武岩2.17 7四氯化碳0.1 06拌石水泥1. 5三氯甲烷0.1 21花岗石2. 683. 35氨气* 0.022 丙铜 0. 177 水蒸汽* 0. 02350.0 25 苯01 39重水蒸汽* 0. 072水054

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