温度梯度导热系数热阻
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法(简述实用版)
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法导热系数入[W/(m.k)]:导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小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用C代替)。
导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。
传热系数K [W/( rf?K)] : 传热系数以往称总传热系数。
国家现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数K 值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,r),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米?度(W/ rf?K,此处K可用r代替)。
传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。
热阻值R(m.k/w) :热阻指的是当有热量在物体上传输时,在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。
单位为开尔文每瓦特(K/W)或摄氏度每瓦特(r /W)。
传热阻:传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。
传热阻R0是传热系数K的倒数,即R0=1/K,单位是平方米*度/瓦(rf *K/W )围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R0值愈大,保温性能愈好。
(节能)热工计算:1、围护结构热阻的计算单层结构热阻:R=S /入式中:材料层厚度(m);入一材料导热系数[W/(m.k)]多层结构热阻:R=R1+R2+----Rn= S 1/ 入1+ S 2/ 入2+----+ S n/ 入n式中: R1 、R2、---Rn —各层材料热阻(m.k/w)S 1、S 2、--- S n-各层材料厚度(m)入1、入2、---入n-各层材料导热系数[W/(m.k)]2、围护结构的传热阻R0=Ri+R+Re式中: Ri -内表面换热阻(m.k/w)( 一般取0.11) Re -外表面换热阻(m.k/w)( 一般取0.04) R -围护结构热阻(m.k/w)3、围护结构传热系数计算K=1/ R0式中: R0 —围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)]Kp —外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]Kb1、Kb2、Kb3-外墙周边热桥部位的传热系数[W/(m.k)]Fp —外墙主体部位的面积Fb1 、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积4、单一材料热工计算运算式热阻值R(m.k/w) = 1 / 传热系数K [W/( rf?K)]导热系数入[W/(m.k)]= 厚度S (m) / 热阻值R(m.k/w) 厚度S (m)= 热阻值R(m.k/w) * 导热系数入[W/(m.k)]厚度S (m)=导热系数入[W/(m.k)] / 传热系数K [W/( rf?K)]5、围护结构设计厚度的计算厚度S (m)=热阻值R(m.k/w) * 导热系数入[W/(m.k)] *修正系数(见下表)R值和入值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。
导热系数相关公式
导热系数相关公式导热系数是材料的一个重要物理参数,它用来描述材料传导热量的能力。
导热系数越大,材料的导热性能越好,即材料越容易传导热量。
在热传导过程中,导热系数决定了热量从高温区域向低温区域传递的速率。
导热系数的相关公式主要有以下几个:1. 热传导定律热传导定律是描述热量传导的基本物理定律,它可以用来计算导热系数。
根据热传导定律,热流密度(单位面积上的热量流动)与温度梯度(单位长度上的温度变化率)成正比,比例系数就是导热系数。
热传导定律的数学表达式为:热流密度 = -λ * ΔT/Δx其中,λ表示导热系数,ΔT表示温度差,Δx表示距离。
2. 导热方程导热方程是描述材料内部温度分布随时间变化的方程,它也可以用来计算导热系数。
导热方程的数学表达式为:∂T/∂t = α * ∇²T其中,T表示温度,t表示时间,α表示热扩散系数,∇²T表示温度的拉普拉斯算子。
3. 热阻公式热阻是描述材料对热量传递的阻碍程度,它与导热系数有一定的关系。
热阻的计算公式为:热阻 = 厚度/导热系数根据热阻公式可以看出,导热系数越小,热阻越大,材料的导热性能越差。
4. 热导率公式热导率是导热系数的另一种表示方式,它是单位面积上单位时间内通过单位厚度材料传递的热量。
热导率的计算公式为:热导率 = 导热系数 * 密度 * 比热容其中,密度表示材料的密度,比热容表示单位质量材料升高1摄氏度所需的热量。
总结:导热系数是材料导热性能的重要参数,可以通过热传导定律、导热方程、热阻公式和热导率公式等公式来计算。
了解和掌握这些公式,有助于我们评估材料的导热性能,并在工程实践中选择合适的材料。
同时,导热系数的测量方法和影响因素也是研究的重点领域,不断深入研究导热系数的相关公式,将会对材料科学和工程领域的发展产生重要影响。
导热系数与热阻关系的探索与解析
导热系数与热阻关系的探索与解析导热系数与热阻关系的探索与解析导热系数和热阻是研究热传导中两个重要的参数。
在工程和物理学领域中,了解导热系数和热阻的关系对于设计和优化热传导材料和系统非常重要。
在本文中,我们将深入探讨导热系数和热阻的概念,并分析它们之间的关系。
一、导热系数的概念和意义导热系数是一个材料的热传导性能的衡量指标,表示单位时间内单位面积上的热能传递量。
它的单位是瓦特/米·开尔文(W/m·K)。
导热系数越大,表示该材料的热传导性能越好。
导热系数的测量通常通过实验方法获得。
可以使用热量流经材料样品的实验装置,通过测量温度差来计算导热系数。
在实际应用中,导热系数的值可以用于预测热传导过程中的温度分布和热耗散。
二、热阻的概念和意义热阻是一个介质或系统抵抗热流传递的能力。
它是导热系数的倒数,表示单位面积上单位时间内热能传递的难易程度。
热阻的单位是开尔文·米^2/瓦特(K·m^2/W)。
热阻越大,表示该介质或系统的热传导能力越差,热能传递越困难。
热阻通常用于评估材料和系统的隔热性能。
在建筑中,我们希望通过选择具有较低热阻的材料来减少能量损失;在电子设备中,我们关注热阻的大小,以确保元件的正常工作温度。
三、导热系数与热阻的关系导热系数和热阻是相互关联的,它们之间存在如下关系:热阻 = 厚度 / (导热系数× 面积)根据上述公式,我们可以看出,导热系数越大,热阻越小,热传导能力越强。
反之,导热系数越小,热阻越大,热传导能力越弱。
这个关系对于设计和优化热传导材料和系统非常重要。
通过选择具有较高导热系数的材料,可以减小材料的热阻,提高热传导的效率。
然而,并非所有情况下都是导热系数越大越好。
在一些特殊的应用中,我们希望材料具有较低的导热系数,以减少热能的传导,保持温度的稳定性。
这就需要根据具体需求来选择材料,并结合热阻的概念进行综合考虑。
四、总结与回顾通过本文,我们对导热系数与热阻的关系进行了深入探索与解析。
热传导导热系数的定义与计算方法
热传导导热系数的定义与计算方法热传导导热系数(thermal conductivity)是衡量物质导热性能的重要参数。
它描述了热量在物质中传导的速率与温度梯度之间的关系。
了解热传导导热系数的定义与计算方法对于研究热学和工程热力学等领域具有重要意义。
本文将介绍热传导导热系数的基本概念、定义以及常用的计算方法。
一、热传导导热系数的定义热传导导热系数即材料的导热性能指标,代表着单位时间内单位面积和单位温度梯度下的热量传导量。
它的单位是[W/(m·K)]。
热传导导热系数越大,说明材料的导热性能越好,热量在材料中传导得越迅速。
热传导导热系数的计算往往需要考虑材料特性、温度梯度、厚度等因素。
二、热传导导热系数的计算方法热传导导热系数的计算方法有多种,主要包括累积法、电法、绝热板法等。
1. 累积法累积法是一种常用的计算热传导导热系数的方法。
它通过测量所研究材料的导热特性,得到热传导导热系数的数值。
其中,最常用的是热阻法和板热法。
(1)热阻法:热阻法是通过测量材料厚度、面积和温度差,利用热阻和热导率之间的关系计算热传导导热系数。
它适用于固体材料的导热性能测量。
(2)板热法:板热法是利用热板的两侧温度差和热流量来计算热传导导热系数。
这种方法适用于测量材料的导热性能和厚度。
2. 电法电法是另一种常用的计算热传导导热系数的方法。
它利用热电效应来测量材料的热导率,并据此计算热传导导热系数。
电法适用于导电性较好的材料,如金属。
3. 绝热板法绝热板法是一种间接计算热传导导热系数的方法。
它利用绝热板对热传导进行隔离,测量两侧温度差,然后据此计算热传导导热系数。
三、热传导导热系数的应用热传导导热系数在热工学、材料科学、建筑工程等领域有广泛的应用。
1. 热工学领域:热传导导热系数的了解对于热工学系统的设计和性能优化至关重要。
例如,在电子设备的散热设计中,需要考虑材料的热导率和尺寸,以保证散热效果达到预期。
2. 材料科学领域:热传导导热系数是材料性能研究的重要参数之一。
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法导热系数是一个物质传导热量的能力的物理量,通常用符号λ表示,单位是W/(m·K)。
它表示单位面积上,厚度为1米的物质在温度差为1摄氏度时,横向通过热传导而传递的热量。
物质的导热系数与物质自身的性质有关,常用于计算材料的热传导过程。
传热系数是指对流传热和传导传热之和。
对流传热是指流体通过对流方式(例如空气对流、液体对流)传递热量的过程。
传导传热是指通过材料内部的分子热传导以及材料之间的热传导传递热量的过程。
传热系数通常用符号α表示,单位是W/(m^2·K)。
传热系数是描述单位面积的物质与流体(例如空气、液体)之间的热量传递能力的参数。
热阻值是描述物质抵抗热传导流动的能力的物理量。
热阻值通常用符号R表示,单位是m^2·K/W。
热阻值可以通过物质的导热系数和物质的厚度计算得到。
热阻值越大,就意味着物质抵抗热量传递的能力越强。
从计算角度来看,热阻值可以用于确定材料层的热传导系数和有效厚度。
在热工计算中,常常需要计算传热过程中的各种参数。
一般来说,可以使用一维热传导方程对传热进行描述。
该方程是基于能量守恒原理建立的,用于计算热传导。
在实际计算中,可以使用有限差分法、有限元法等数值方法求解热传导方程。
对于复杂的传热过程,例如对流传热,可以使用强化传热表达式或经验公式来估算传热系数。
这些经验公式基于实验数据和经验得出,用于估计传热系数。
根据具体的工程问题,可以选择适合的传热模型和传热参数进行计算。
需要注意的是,热传导过程中考虑的因素很多,包括材料的导热性质、热传导路径、表面特性、传热介质等等。
因此,在进行热工计算时,需要综合考虑各种因素,选择合适的传热模型和参数,以确保计算结果的准确性和可靠性。
热阻 和导热系数 蓄热系数-概述说明以及解释
热阻和导热系数蓄热系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热阻、导热系数和蓄热系数是研究热传导性质的重要指标。
热阻是指材料对热传导的阻碍程度,表示了材料传热能力的强弱,通常用于评估绝缘材料与导热材料的性能差异。
导热系数则是指材料导热的能力,是一个描述材料导热性能的物理量。
蓄热系数则涉及到材料储存热能的能力。
这三个指标对于热工领域非常重要,对于材料的选择和应用具有重要的指导意义。
热阻是衡量材料传导热量的阻力。
在传热的过程中,材料会对热量的流动产生一定的阻碍作用,热量在材料中传递的速度将会减慢。
热阻的大小取决于材料的导热性能和几何形状,其中导热性能是热传导过程中最重要的因素之一。
导热系数是一个描述材料导热性能的物理量,它衡量了材料单位面积上单位温度梯度下的传热速率。
导热系数越大,表示材料的导热性能越好,热量在材料中的传递速度也越快。
导热系数与材料的物理性质、结构以及温度有关。
在实际应用中,我们常会根据导热系数的大小选择合适的材料,以便实现高效的热传导。
蓄热系数是描述材料储存热能能力的指标。
材料的蓄热系数越高,说明其具有更好的储热性能,即能在短时间内吸收更多的热量,并能在需要时释放出来。
蓄热系数与材料的热容量和密度相关,可以用来评估材料在太阳能利用、热储能等方面的应用潜力。
综上所述,热阻、导热系数和蓄热系数是研究热传导性质的重要参数。
它们在材料选择和应用领域具有重要的作用,能够指导我们选择合适的材料以实现高效的热传导和储热。
在接下来的文章中,我们将分别介绍热阻、导热系数和蓄热系数的概念、测量方法和应用领域,以期对这些热传导性质有更深入的了解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织和脉络,方便读者了解文章的逻辑和章节安排。
本文分为引言、正文和结论三个主要部分。
首先,引言部分将为读者提供一个总体概述,介绍本文将要讨论的主要内容。
其次,引言部分还会详细说明文章的结构,以帮助读者更好地理解整篇文章。
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法简述实用版)
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法导热系数λ[W/(m.k)]:导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,℃),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用℃代替)。
导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。
传热系数K [W/(㎡?K)]:传热系数以往称总传热系数。
国家现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数K 值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,℃),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米?度(W/㎡?K,此处K可用℃代替)。
传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。
热阻值R(m.k/w):热阻指的是当有热量在物体上传输时,在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。
单位为开尔文每瓦特(K/W)或摄氏度每瓦特(℃/W)。
传热阻:传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。
传热阻R0是传热系数K的倒数,即R0=1/K,单位是平方米*度/瓦(㎡*K/W)围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R0值愈大,保温性能愈好。
(节能)热工计算:1、围护结构热阻的计算单层结构热阻: R=δ/λ式中:δ—材料层厚度(m);λ—材料导热系数[W/(m.k)]多层结构热阻: R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w)δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m)λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)]2、围护结构的传热阻R0=Ri+R+Re式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11)Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04)R —围护结构热阻(m.k/w)3、围护结构传热系数计算K=1/ R0式中: R0—围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)]Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/(m.k)]Fp—外墙主体部位的面积Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积4、单一材料热工计算运算式①热阻值R(m.k/w) = 1 / 传热系数K [W/(㎡?K)]②导热系数λ[W/(m.k)] = 厚度δ(m) / 热阻值R(m.k/w)③厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)]④厚度δ(m) = 导热系数λ[W/(m.k)] / 传热系数K [W/(㎡?K)]5、围护结构设计厚度的计算厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)] *修正系数(见下表)R值和λ值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。
热传导现象中的导热系数及热阻
热传导现象中的导热系数及热阻热传导是热量从高温区域到低温区域传递的过程。
在物质中,这种传递过程是通过分子之间的碰撞和能量传递实现的。
而导热系数和热阻则是描述热传导现象的两个重要参数。
导热系数(thermal conductivity)是衡量物质导热性能的指标。
它表示单位时间内单位面积上的热量传递量。
导热系数越大,物质导热性能越好,也就是说热量在该物质中传导得越快。
不同材料的导热系数可以有很大差异,比如金属通常具有较高的导热系数,而空气则导热性相对较差。
热阻(thermal resistance)则是描述物质抵抗热量传递的指标。
它表示单位时间内单位面积上的热量通过物质的困难程度。
热阻与导热系数成反比,即物质导热性能越好,其热阻越小。
通过增加物质的厚度或者降低其导热系数,可以增加物质的热阻。
常见的用于增加热阻的材料有绝缘材料,例如聚苯乙烯泡沫等,这些材料的导热系数较低,能够减缓热量传递的速度。
导热系数和热阻在实际生活和工程中有着广泛的应用和重要性。
比如在建筑领域,选用具有较低导热系数的材料,可以提高建筑物的隔热性能,降低能源消耗,提高室内舒适度。
而在电子领域,合理选择热导率高的材料,可以提高电子器件的散热性能,延长器件寿命。
对于不同物质的导热系数和热阻,研究者们开展了大量的实验研究和理论推导。
通过测试不同材料的热导率,可以获得导热系数的具体数值。
平衡法、传导法、模拟法等方法都可以用于热导率的测试,这些方法的原理各不相同,但都旨在准确测量热量的传导情况,提取出系数。
而热阻的计算则需要根据材料的厚度和导热系数进行相应的推导和计算。
需要注意的是,在实际应用中,导热系数和热阻并不是恒定不变的,而是与温度变化相关的。
例如,随着温度的升高,固体材料的导热系数通常会变大。
这是因为在高温下,分子之间的碰撞更加频繁,能量传递更加迅速。
这种温度相关性需要考虑在实际应用中,以确保我们对导热系数和热阻的评估是准确的。
总的来说,导热系数和热阻是评估物质导热性能的重要参数。
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法简述实用版)
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法简述实用版)导热系数(thermal conductivity)是指材料在单位厚度下,单位横截面积上,单位温度梯度下导热流通过的热量。
它是材料传热性能的一个重要物理参数,用来描述材料导热的能力,单位为W/(m·K)。
传热系数(heat transfer coefficient)是指在单位时间内,单位面积上的热量传递速率和温度差之比。
传热系数是决定传热效果的关键参数,既包括传热介质的传热性能,也包括传热表面的影响。
传热系数取决于传热介质、传热表面的性质以及流体运动状态等因素,单位为W/(m²·K)。
热阻值(thermal resistance)是指导热性能中的阻力,是指导热系数与材料厚度之比。
热阻值越大,材料的导热能力越差,热阻值的倒数即为热传递系数。
热阻值用于描述传热材料、传热介质或传热结构的阻碍传热的能力,单位为m²·K/W。
在热工计算中,一般采用以下方法进行计算:1.导热系数的计算方法:-实验法:通过实验测量材料在恒定温度下的导热流量和温度梯度,计算出导热系数。
-经验法:根据材料的化学成分和结构特点,通过经验公式计算导热系数。
-理论法:根据材料的微观结构和热力学性质,运用统计物理学或分子动力学方法计算导热系数。
2.传热系数的计算方法:-实验法:通过实验测量传热介质上的温度变化和热流量,计算出传热系数。
-经验法:根据传热界面状态、流体性质和运动状态等因素,通过经验公式计算传热系数。
-理论法:根据传热介质、传热表面和流体的性质,运用传热学的基本原理和方程计算传热系数。
3.热阻值的计算方法:-单层材料的热阻值计算:将材料的导热系数与材料厚度相除即可。
-多层材料的热阻值计算:将每一层材料的热阻值相加,得到整个材料的热阻值。
-热阻值的加和法则:当多个材料层相连时,计算每个材料层的热阻值,再将热阻值加和。
当多个材料层并联时,计算每个材料层的热导率的倒数,再将倒数加和后再取倒数。
导热系数和热阻的关系
导热系数和热阻的关系
导热系数和热阻之间的关系是涉及加热和冷却工程中一个重要的概念,它是对特定对
象能和不能有效地传输热量的指标。
导热系数是指物体表面传递热量的能力,单位是千焦(kJ/m2⋅s)。
其中,数值越大表
明更多的热能会被输送,而数值越小表明传递的热量较少。
热阻是指热量从一个环境大量
流动到另一个环境的衰减量,反映的是两个环境间的温度差,单位是每米(m2⋅K/W)。
导热系数和热阻之间的关系可以用热传导公式来表示,即 $${\alpha (T_{1}-
T_{2})}=U\cdot A$$ 其中,α(T1−T2)是加热系统的传热系数; U 是加热系统的热阻;A是加热系统的表面积。
这个公式表明,热阻越高,传热系数也越高,因为一个热阻较低的系统可以有更强的
导热能力。
另外,热阻和传热系数也受到物体的表面积的影响,即加热系统的表面积越大,热阻也越小,传热系数就会相应地增加。
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法导热系数、传热系数和热阻值是热学领域中用来描述物质传递热量的物理量。
它们在热工计算中具有重要的应用。
首先,导热系数是用来描述物质导热性能的物理量。
它表示单位面积、单位厚度的物质在温度差为1度时,单位时间内通过传热的热量。
导热系数通常用符号λ来表示,单位为瓦特每米开尔文(W/m·K)。
导热系数越大,说明物质导热性能越好。
其次,传热系数是描述传热速率的物理量。
它表示单位面积上热流密度与温度差之间的比值。
传热系数通常用符号α来表示,单位为瓦特每平方米开尔文(W/m2·K)。
传热系数的计算包括内对流传热系数和外对流传热系数两部分,其中内对流传热系数是指物质内部传热的速率,外对流传热系数是指物质与外界传热的速率。
最后,热阻值是用来描述物体阻碍传热的能力。
它表示单位面积、单位厚度的物质在温度差为1度时,传热所需的总热阻。
热阻值通常用符号R来表示,单位为平方米开尔文每瓦特(m2·K/W)。
热阻值的计算可以通过将物质的厚度除以其导热系数得到。
热阻值越大,说明物质的传热性能越差。
在热工计算中,可以通过导热系数和传热系数来计算热阻值,或者通过已知的热阻值来计算导热系数和传热系数。
具体的计算方法有很多种,以下是一种常用的方法:1.对于单层材料的热阻值计算:将材料的厚度除以其导热系数,即可得到热阻值。
2.对于多层材料的热阻值计算:将每一层材料的厚度除以其导热系数,得到每一层的热阻值。
然后将各层热阻值相加,即可得到总的热阻值。
3.对于对流传热的热阻值计算:将材料的厚度除以其内对流传热系数,得到热阻值。
如果还有外对流传热的影响,可以将外对流传热系数与材料的表面积相乘,然后再除以材料的导热系数,得到外对流传热的热阻值。
最后将内、外对流传热的热阻值相加,即可得到总的热阻值。
总之,导热系数、传热系数和热阻值是热学计算中常用的物理量,用来描述物质传递热量的性能和效率。
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法简述实用版
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法简述实用版Newly compiled on November 23, 2020导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法导热系数λ[W/]:导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,℃),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米度(W/mK,此处的K可用℃代替)。
导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。
传热系数K [W/(㎡K)]:传热系数以往称总传热系数。
国家现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数K 值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,℃),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米度(W/㎡K,此处K可用℃代替)。
传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。
热阻值Rw):热阻指的是当有热量在物体上传输时,在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。
单位为开尔文每瓦特(K/W)或摄氏度每瓦特(℃/W)。
传热阻:传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。
传热阻R0是传热系数K的倒数,即R0=1/K,单位是平方米*度/瓦(㎡*K/W)围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R0值愈大,保温性能愈好。
(节能)热工计算:1、围护结构热阻的计算单层结构热阻: R=δ/λ式中:δ—材料层厚度(m);λ—材料导热系数[W/]多层结构热阻: R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻w)δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m)λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/]2、围护结构的传热阻R0=Ri+R+Re式中: Ri —内表面换热阻w)(一般取Re —外表面换热阻w)(一般取R —围护结构热阻w)3、围护结构传热系数计算K=1/ R0式中: R0—围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)式中:Km—外墙的平均传热系数[W/]Kp—外墙主体部位传热系数[W/]Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/] Fp—外墙主体部位的面积Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积4、单一材料热工计算运算式①热阻值Rw) = 1 / 传热系数K [W/(㎡K)]②导热系数λ[W/] = 厚度δ(m) / 热阻值Rw)③厚度δ(m) = 热阻值Rw) * 导热系数λ[W/]④厚度δ(m) = 导热系数λ[W/] / 传热系数K [W/(㎡K)]5、围护结构设计厚度的计算厚度δ(m) = 热阻值Rw) * 导热系数λ[W/] *修正系数(见下表)R值和λ值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。
导热系数和热阻基本概念
导热系数和热阻一、定义导热系数λ:是指在稳定传热条件下,设在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米,面积为1平方米的平行面,而这两个平面的温度相差1度,则在1秒内从一个平面传导到另一平面的热量就规定为该物质的热导率。
其单位为:瓦/(米·度), 导热系数在0.12瓦/(米·度)以下的材料称为绝热材料。
导热系数反应的是导热材料导热性,导热材料的导热系数越大,则其导热性越好。
热阻θ:就是热流量在通过物体时,在物体两端形成的温度差。
即:θ=(T2-T1)/P——(1)单位是:℃/W。
式中: T2是热源温度,T1是导热系统端点的温度,P是热源的功率。
(1)式是指在一维、稳态、无内热源的情况下的热阻。
热阻反应的是导热材料对热流传导的阻碍能力,导热材料的热阻越大,则其对热传导的阻碍能力越强。
一般可以通过下面公式计算导热系统端点的温度: (T2-T1)=Pθ,热源功率越小,热阻越小,其热流传导能力越好,热阻越大,热流传导能力越差。
热阻还可以由下式表达:θ=L/(λS)——(2)式中:λ是导热系数,L是材料厚度或长度,S是传热面积。
物体对热流传导的阻碍能力,与传导路径长度成正比,与通过的截面积成反比,与材料的导热系数成反比。
二、对导热系数与热阻的理解和应用场合导热系数反映的是物质在单位体积下的导热能力。
实际上它反映了物质导热的固有能力。
这种能力是由物质的原子或分子结构决定的。
它是评价物质之间导热能力的参数。
热阻其实是导热系数与物体的几何形状相结合而体现的该形状物体的导热能力。
对非均匀厚度的物体,均匀热流密度的热流通过物体后,两端任意两点的温度差可能是不同的,也就是说,任意两点间的热阻可能是不同的。
谈热阻,必须要明确这一点:热阻必须是指定的两个点之间的热阻,并且两点之间没有其它的热源。
它反映的是特定两点间的导热能力。
就是说,给定了热阻值,同时必须明确给出计量的起点和终点。
偏离了这两个位置点,这个热阻值就没有意义了。
热力学热传导公式整理
热力学热传导公式整理热传导是热力学中一个重要的概念,它描述了热量如何通过导体传递的过程。
在实际应用中,我们经常需要计算热传导的速率和相关参数。
为了更好地理解和应用热传导,下面将对热力学热传导公式进行整理和归纳。
1. 热传导定律热传导定律是描述热传导速率与温度梯度之间关系的基本规律。
它可以用以下公式表示:q = - k * A * △T / l其中,q表示单位时间内通过导体传递的热量,k表示导热系数,A 表示导热面的面积,△T表示温度差,l表示传热路径的长度。
2. 导热系数导热系数k是一个物质性质参数,它描述了单位时间内单位面积的温度梯度下热量传递的速率。
不同物质的导热系数不同,常用的单位是瓦特/米·开尔文(W/m·K)。
3. 热阻和热导率在热传导中,我们还经常遇到热阻和热导率这两个概念。
热阻R描述了导热材料对热传导的阻碍程度,可以用以下公式表示:R = l / (k * A)其中,l表示传热路径的长度,k表示导热系数,A表示导热面的面积。
热阻的单位是开尔文/瓦特(K/W)。
热导率λ则是导热材料的一种物理属性,它和导热系数k有着简单的关系:λ = k * ρ * Cp其中,ρ表示导热材料的密度,Cp表示导热材料的比热容。
热导率的单位是瓦特/米·开尔文(W/m·K)。
4. 一维热传导公式在一维热传导问题中,我们通常使用以下公式来描述热量随空间分布的变化:q = -λ * S * dT/dx其中,q表示单位时间内通过导体传递的热量,λ表示导热率,S表示传热截面积,dT/dx表示温度在空间上的变化率。
这个公式可以帮助我们计算不同位置的热量传递速率。
5. 多层导热材料热传导在实际问题中,我们经常会遇到多层导热材料的热传导情况。
在这种情况下,可以使用以下公式来计算整个系统的热传导速率:q = (T1 - T2) / (R1 + R2 + R3 + ...)其中,q表示单位时间内通过整个系统传递的热量,T1和T2分别表示系统两侧的温度,R1、R2、R3等表示各个导热材料的热阻。
传热学简答题(非考试题,仅供参考)
传热系数的物理意义温差1K时,单位面积内在单位时间传递的热量1.何谓温度场、等温面、等温线、温度梯度、热流线、热阻?答:温度场:在任一瞬间,物体内各点温度分布的总称。
等温面:在温度场中,将温度相等的点连成面即为等温面。
等温线:等温面与任一平面的交线便是等温线。
温度梯度:在温度场中,温度在空间上改变的大小程度。
热流线:与等温线垂直,且指向温度降低的方向。
热阻:反映阻止热量传递的能力的综合参量。
2试述热传递的三种基本方式及特征答;热传导(气液固中进行,无宏观运动),热对流(气液中进行,有宏观运动),辐射换热(无需介质,有能量形式的转换)。
2.物体内的等温线为何不相交?热流线能否相交?答:物体内的等温线若相交则会出现某点同时具有两个温度,故等温线不相交。
又因为热流线与等温线垂直,所以热流线有可能相交。
3、影响导热系数的因素是什么?答:与物质的种类的关系:l值的大小:金属>非金属固体>液体>气体。
与物质的温度的关系:保温材料:平均温度不高于350℃时的导热系数不大于0.12 w/(m.k)的材料称为保温材料。
与物质的湿度的关系:多孔物质的l值较小,吸水后导热系数急剧增大。
与物质的各项同性的关系:木材、石墨,它们各向不同性,因此在不同方向上导热系数差别很大。
4.冬天,棉被经过晒后拍打,为什么感觉特别暖和?答:被晒过的棉被,轻轻拍打后,大量的空气进入棉絮空间,空气在狭小的棉絮空间内自然对流换热不容易展开,由于空气的导热系数很低(20℃,0.101325×106Pa时),故能起到很好的保温作用。
5.多孔材料受潮后,其导热系数λ值如何变化?答:多孔物质的?值较小,吸水后传热和传质方向一致,故导热系数急剧增大。
6.导温系数a愈大,则在同样的外部加热或冷却条件下物体内各处的温度差是越大还是越小?为什么?答:越小,a说明物体被加热或冷却时其各部分温度趋于一致的能力。
a大的物体被加热时,各处温度能较快地趋于一致。
导热系数和传热系数的比较
三、测定及影响因素
在所有固体中,金属是最好的导热体。纯金属的 导热系数一般随温度升高而降低。而金属的纯度 对导热系数影响很大,如含碳为1%的普通碳钢 的导热系数为45W/m ·K ,不锈钢的导热系数仅 为16 W/m ·K 。
液体分成金属液体和非金属液体两类,前者导热 系数较高,后者较低。在非金属液体中,水的导 热系数最大,除去水和甘油外,绝大多数液体的 导热系数随温度升高而略有减小。一般来说,溶 液的导热系数低于纯液体的导热系数。
因此传热系数不仅与器壁的材料性能和厚度有关还与器壁两侧的对流换热还与器壁两侧的对流换热有时还有辐射换热过程有关而且在多数情况下过程有关而且在多数情况下导热分热阻要比对流换热分热阻小得多因而对流换热在整个换热过程中起着主要作用
导热系数和传热系数
一、物理意义
1、导热系数 指单位温度梯度(1K/m)时的导热通量(W/
一、物理意义
4、区别 对流传热系数不是描述物质物性的物理量,它会
随着不同的外界条件而发生变化,例如温度,流速, 流量等,是一个工程上的概念。 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温 度等因素有关,是傅立叶定律
q=dQ/dA=-λ·∂t/∂x 在导热现象中,单位时间内通过给定截面的热量,
正比例于垂直于该界面方向上的温度变化率和截 面面积,而热量传递的方向则与温度升高的方向 相反。 它并不是由热力学第一定律导出的数学表达式, 而是基于实验结果的归纳总结,是一个经验公式。 傅立叶定律适用于所有物质,不管它处于什么状 态(固体、液体或者气体)。
二、公式
2、对流传热系数 牛顿冷确定律
三、测定及影响因素
气体的导热系数随温度升高而增大。在通常的压力范围 内,其导热系数随压力变化很小,只有在压力大于 196200kN/㎡,或压力小于2.67 kN/㎡ (20mmHg) 时,导 热系数才随压力的增加而加大。故工程计算中常可忽略 压力对气体导热系数的影响。气体的导热系数很小,故 对导热不利,但对保温有利。
导热系数与热阻的关系
导热系数与热阻的关系
导热系数与热阻是热学中的两个重要概念,它们之间存在着密切的关系。
首先,导热系数是指在单位时间内,单位面积上的热量传递量与温度
梯度之比。
通俗地说,就是物质传导热量的能力大小。
其单位为
W/(m·K),表示每秒钟通过1平方米的物体厚度为1米的材料,温度
差为1摄氏度时所传递的热量。
其次,热阻是指材料抵抗热流通过的能力。
即单位时间内,单位面积
上温差为1摄氏度时所需要施加的外力。
其计算公式为:R=ΔT/Q,
其中ΔT表示温差,Q表示通过该材料传递的热流。
那么导热系数和热阻之间如何联系呢?根据定义可知:导热系数越大,则物质传导热量能力越强;而材料抵抗热流通过能力越强,则其对应
的热阻值就越大。
因此,可以得出结论:导热系数和热阻成反比例关系。
即在相同条件
下(如温度、厚度等),导热系数越大的材料,其热阻值就越小;反
之亦然。
总之,导热系数和热阻是热学中两个密不可分的概念,它们之间的关系可以通过简单的公式进行描述。
在实际应用中,我们需要根据具体情况选择合适的材料以满足所需传热要求。
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法简述实用版完整版
导热系数传热系数热阻值概念及热工计算方法简述实用版Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法导热系数λ[W/]:导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,℃),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米度(W/mK,此处的K可用℃代替)。
导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。
传热系数K [W/(㎡K)]:传热系数以往称总传热系数。
国家现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数K值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,℃),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米度(W/㎡K,此处K可用℃代替)。
传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。
热阻值Rw):热阻指的是当有热量在物体上传输时,在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。
单位为开尔文每瓦特(K/W)或摄氏度每瓦特(℃/W)。
传热阻:传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。
传热阻R0是传热系数K的倒数,即R0=1/K,单位是平方米*度/瓦(㎡*K/W)围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R0值愈大,保温性能愈好。
(节能)热工计算:1、围护结构热阻的计算单层结构热阻: R=δ/λ式中:δ—材料层厚度(m);λ—材料导热系数[W/]多层结构热阻: R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻w)δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m)λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/]2、围护结构的传热阻R0=Ri+R+Re式中: Ri —内表面换热阻w)(一般取Re —外表面换热阻w)(一般取R —围护结构热阻w)3、围护结构传热系数计算K=1/ R0式中: R0—围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)Kp—外墙主体部位传热系数[W/]Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/]Fp—外墙主体部位的面积Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积4、单一材料热工计算运算式①热阻值Rw) = 1 / 传热系数K [W/(㎡K)]②导热系数λ[W/] = 厚度δ(m) / 热阻值Rw)③厚度δ(m) = 热阻值Rw) * 导热系数λ[W/]④厚度δ(m) = 导热系数λ[W/] / 传热系数K [W/(㎡K)]5、围护结构设计厚度的计算厚度δ(m) = 热阻值Rw) * 导热系数λ[W/] *修正系数(见下表)R值和λ值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。
热阻 热导率 导热系数
热阻热导率导热系数热阻、热导率和导热系数是热学中重要的概念,它们描述了物质传热性能的特征。
本文将详细介绍热阻、热导率和导热系数的定义、计算方法以及它们在实际应用中的意义。
一、热阻热阻是物质对热量传递的阻碍程度的度量,它表示单位温度差下单位面积的热量流通受到的阻碍程度。
热阻的单位是K/W(开尔文/瓦特)。
热阻的计算公式为R = ΔT / Q,其中R表示热阻,ΔT表示温度差,Q表示热量。
热阻越大,表示物质对热量传递的阻碍程度越高。
热阻的概念在工程领域中有着广泛的应用。
例如,在建筑领域中,热阻用于评估建筑材料的保温性能。
对于保温材料来说,热阻越大,表示材料的保温性能越好,能够有效地减少热量的传递。
因此,在建筑设计中,选择具有较高热阻的材料可以提高建筑的节能性能。
二、热导率热导率是物质传导热量的能力的度量,它表示单位时间内单位面积的热量传递。
热导率的单位是W/(m·K)(瓦特/米·开尔文)。
热导率的计算公式为λ = Q / (A × ΔT × d),其中λ表示热导率,Q表示热量,A表示面积,ΔT表示温度差,d表示距离。
热导率越大,表示物质传导热量的能力越强。
热导率的概念在材料科学、工程热学等领域中具有重要意义。
例如,在材料科学中,热导率是评估材料导热性能的重要指标之一。
对于导热性能较好的材料来说,热导率较大,可以更快地传导热量,具有良好的散热性能。
因此,在电子器件的散热设计中,选择具有较大热导率的材料可以有效地提高散热效果,保护电子器件的工作稳定性。
三、导热系数导热系数是物质导热性能的一个综合指标,它表示单位时间内单位长度的热量传递。
导热系数的单位是W/(m·K·m)(瓦特/米·开尔文·米)。
导热系数的计算公式为K = λ / d,其中K表示导热系数,λ表示热导率,d表示距离。
导热系数越大,表示单位长度上的热量传递能力越强。
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平均过余温度可按下式计算:
m
1 H
L
dx
0
1 H
L
0
0
cosh m H x cosh mH
dx
0
mH
tanh mH
f
tanh mH
可见,肋片效率是mH的函数。
mHDepartment of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 杨立军 知识产权与使用权归华北电力大学能源与动力工程学院所有
2. 肋片效率
肋片效率定义: 肋 片 的 实 际 散 热 量 与 假 设 整 个 肋
片都具有肋基温f 度 时0 的 理PPHH想hh散ttm热0 量tt0之比m0
式中tm、m分别为肋面的平均温度和平均过余温度, t0、 0分别为肋基温度与肋基过余温度。
由于m< 0 ,所以肋片效率f 小于1。
h f Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 杨立军 知识产权与使用权归华北电力大学能源与动力工程学院所有
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肋端,x=H,肋端的过余温度
H
0
1
cosh mH
0
cosh mH x cosh mH
肋端过余温度随mH增加而降低。
在稳态情况下, 肋片散热量 应该等于从肋根导入的热量,
Ac
d
dx
x0
0
msin
t
t
0
令m
hP
Ac
h 2l
l
2h
t t 称为过余温度。
数学模 型变为
d 2 m2 0
dx2 x = 0, = 0
x H , d 0
C1emx C2emx
0
emH x emH
emH x emH
dx
双曲余 弦函数
coshx ex ex 2
0
cosh m H x cosh mH
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几点说明:
(1)上述分析结果同样适用于其它形状的等截面直 肋,如圆柱、圆管形肋的一维稳态导热问题;
(2)如果必须考虑肋端面的散热,可以将肋端面面
积折算到侧面上去,相当于肋加高为H+H,其中 H A 对于矩形肋, H
(3)上述分P析结果既适用于肋片被2 加热的情况,也 适用于肋片被冷却的情况;
降 低 , mH 较 小 时 ,
mH=1.0
温度降低缓慢;
mH 较 大 时 , 温 度
降低较快。
mH 2h H
一般取0.7< mH <2
x/H
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矩形和三角形肋片效率随mH的变化规律如图。 可见, mH愈大,肋片效率愈低。
肋片效率的 影响因素:
mH 2h H
H
(1)肋片材料的
热导率, f
H
(2)肋片高度H,
H f
mH
(3)肋片厚度, f
(4)肋片与周围流体间对流换热的表面传热系数h ,
(4)对于肋片厚度方向的导热热阻/与表面的对流 换热热阻1/h相比不可忽略的情况,肋片的导热不能认 为是一维的,上述公式不再适用;
(5)上述推导没有考虑辐射换热的影响,对一些温 差较大的场合,必须加以考虑。
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肋片的过余温度从肋根开始沿高度方向按双曲余玄函数
的规律变化,
0
cosh m H x cosh mH
0
cosh mH 1 x / cosh mH
H
肋片的过余温
度沿高度方向逐渐
Acdx
Acdx
Ac
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代入导热微分方程式,得
d 2t dx2
肋片导热微分方程的两种导 出方法:
(1)由肋片微元段的热平衡 导出;
(2)将肋片导热看作是具有 负的内热源的一维稳态导热。
数学模型:
d2x dx2
0
x = 0, t = t0
x H , dt 0
dx
内热源强度的确定:对于图中所示的微元段,
s Pdx ht t Pht t
x
x0
Am0
sinh mH cosh mH
Acm0tanh mH hPAc0tanh mH
随着mH增大,散热量增加,开始增加迅速,后来越来
越缓慢,逐渐趋于一渐近值。(增加肋高的经济性) Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 杨立军 知识产权与使用权归华北电力大学能源与动力工程学院所有 NCEPU