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什么是导热系数?导热系数计算公式解析

导热系数又称导热率(ther ** l conductivity),导热系数是指在稳定的传热条件下,1m厚材料两侧表面的温差为1度(K,℃),在一秒钟内,通过1平方米面积传递的热量为瓦/米.度(W/www.gangyu.com,此处的K也可以用℃替换)。以傅立叶定律为导热系数的计算公式,表示材料的热传导能力。

材料的导热系数会随成分、物理结构、材料状态、温度、压力等而变化。不同成分的导热性差异较大,导致不同成分材料的导热性差异较大。空气是热的不良导体,单粒材料的导热性优于材料的积累。

此外,我们通常为均质材料定义导热系数。实际上,还有多孔、多层、多结构和各向异性材料。这种材料获得的导热系数实际上是综合导热性能的表现,也称为平均导热系数。

傅立叶定律是传热的基本定律,可用于计算传热量(Fourier’s law of heat conduction)。

那么,导热系数的计算公式是什么呢?

根据傅立叶导热定律,相关导热系数计算公式如下:

Φ=-λA(dt/dx)

q=-λ(dt/dx)

其中Φ单位为导热量W

λ:导热系数

A:传热面积,单位为㎡

t:温度,单位为K

什么是导热系数?导热系数计算公式解析第1张

x:单位为导热面上的坐标m

q:沿x方向传递的热流密度(严格来说,热流密度是矢量,所以q热流密度矢量应为x方向重量)单位为W/㎡

dt/dx:物体沿x方向温度变化率

数学表达的一般形式:q=-λgradt=-λ(dt/dx)n

式中:gradt指空间某一点的温度梯度(temperature gra ** nt);n是指通过该点的等温线上的法向单位矢量,指温度升高的方向。

上述中负号表示传热方向与温度梯度相反

λ表示材料导热性能的物性参数(λ导热性越大)。

什么是导热系数?导热系数计算公式解析第2张

一般来说,材料在日常实验中的导热性能不能简单地通过导热系数计算公式获得,而导热系数数据的重要来源是理论与实验的结合。

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什么是导热系数?导热系数计算公式解析第2张

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