根据傅立叶导热定律(傅立叶导热定律,Fouriers law of heat conduction),傅立叶定律是传热学中的一个基本定律,可以用来计算热量的传导量。
相关的公式如下 Φ=-λA(dt/dx) q=-λ(dt/dx) 其中Φ为导热量,单位为W λ为导热系数 A为传热面积,单位为m^2 t为温度,单位为K x为在导热面上的坐标,单位为m q是沿x方向传递的热流密度(严格地说热流密度是矢量,所以q应是热流密度矢量在x方向的分量)单位为W/m^2 dt/dx是物体沿x方向的温度变化率 一般形式的数学表达式:q=-λgradt=-λ(dt/dx)n 式中:gradt是空间某点的温度梯度(temperature gradient);n是通过该点的等温线上的法向单位矢量, 指温度升高的方向。
上述式中负号表示传热方向与温度梯度方向相反 λ表征材料导热性能的物性参数(λ越大,导热性能越好)以上内容涉及高等数学,可能比较难懂,用于定量计算。
一般定性理解只需记住,单位时间内导热量和温差与导热系数成正比就可以了。
如果大家对上述的公式看不懂或不太明白,下面傲川科技用通俗的语言表述热导系数. 热导系数又称导热系数或导热率.表征物质热传导性能的物理量.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.摄氏度),原工程单位制中则为:千卡/(米.小时.摄氏度),热导率的倒数称为导热热阻.其它条件不变时,热导率愈大导热热阻就愈小,则导热量就愈大;反之则导热量就愈小。
什么是传热系数,什么是导热系数?
传热系数和导热系数的关系可用公式来表明:导热系数=热传导系数x密度x热容。
1、从这个公式可以看出,导热系数和热传导系数之间的关系是非常密切的。
热传导系数越大,物质在温度梯度下传导热量的能力就越强,导热系数也就越大。
反之,热传导系数越小,导热系数也就越小。
2、传热系数:
以往很多都被称为总传热系数。
再后来国家为了现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数以K值表示是传热过程方程式中的一个比例系数,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)。
3、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,此处为K可用℃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。
传热系数和导热系数的换算关系方式如下:
1、给热指流体流过与流体平均温度不同的固体壁面时二者间发生热交换的过程。
给热问题虽涉及一固体壁面,但从流体方面考虑,仍为流体对流传热问题。
由傅里叶定律 : q = —入 grad t ,热通量与温度梯度成正比。
导热系数(热导率)入为比例系数,单位为W/(mOC)。
2、由牛顿冷却定律: dQ = a dA(T-TW),给热系数 a单位为W/(m2 OC),不同于导热系数。
所以,给热系数和导热系数是不同概念,在广泛意义上,都可以称为传热系数。
导热系数是按1米厚测得的,热阻与材料厚成正比,与传热系数成反比,导热系数应除以墙厚[米]可得传热系数。
化工原理导热系数的推导
化工原理导热系数的推导是一个复杂的过程,需要使用热力学和流体力学的基本原理。推导过程如下:
定义导热系数:导热系数是表示材料传导热量能力的物理量,用k表示。
建立数学模型:根据热力学第一定律,单位时间内通过任一截面的热量与该截面处的温度变化率成正比。
推导公式:根据傅里叶定律,单位时间内通过单位面积的热量与该面积上的温度梯度成正比。
考虑边界条件:在固体边界上,温度梯度为零,因此通过边界的热量为零。
应用数学工具:使用偏微分方程和定解条件,可以求解温度分布和导热系数。
考虑不同材料:不同材料的导热系数是不同的,这取决于材料的物理性质和微观结构。
考虑温度影响:导热系数通常随温度变化,因此需要进行实验测定不同温度下的导热系数。
综上所述,化工原理导热系数的推导是一个复杂的过程,需要综合考虑热力学、流体力学和材料科学的基本原理。
不同物质导热系数各不相同
相同物质的导热系数与其的结构、密度、湿度、温度、压力等因素有关。
同一物质的含水率低、温度较低时,导热系数较小。
一般来说,固体的热导率比液体的大,而液体的又要比气体的大。
这种差异很大程度上是由于这两种状态分子间距不同所导致。
现在工程计算上用的系数值都是由专门试验测定出来的。
随着温度的升高或含湿量的增大,所测5种典型建筑材料的导热系数都呈增大的趋势。
从微观机理上对此加以分析。
对多孔材料而言,当其受潮后,液态水会替代微孔中原有的空气。