材料导热系数的物理意义是什么其值受哪些因素的影响

2020-11-21 22:11:59 字数 6231 阅读 4025

1楼:匿名用户

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秒钟内(1s)(非1h,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)。

不同物质导热系数各不相同;相同物质的导热系数与自身结构、 密度、 湿度、温度、压力等因素有关。还与物质所处的状态有关。

2楼:匿名用户

表示材料传递热量能力的快慢,

受材料的纯度(掺杂浓度)以及温度影响

3楼:匿名用户

导热系数说明了导热能力的强弱,该系数受物体材料的分子结构影响,那么有些分子结构能利于能力的传导或扩散,就构成了热的良导体;反之,就有了热的不良导体

材料导热系数的物理意义是什么?其值受哪些因素的影响与制约?试列举一些建筑材料的例子予以说明。

4楼:匿名用户

1 导热系数说明了导热能力的强弱

2 该系数受物体材料的分子结构影响,那么有些分子结构能利于能力的传导或扩散,就构成了热的良导体;反之,就有了热的不良导体。

3 如建筑中使用的钢筋就是热的良导体,防火板就是不良导体。

导热系数的物理意义及影响因素是什么?

5楼:筱果

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秒内,通过1平方米面积传递的热量,用λ表示,单位为瓦/(米·度),w/(m·k)(w/m·k,此处的k可用℃代替影响因素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。

查看原帖》

影响材料导热系数的主要因素有哪些

6楼:

影响隔热材料导热系数的主要因素:

一、材料类型

隔热材料(绝热材料)类型不同,导热系数不同。隔热材料的物质构成不同,其物理热性能也就不同;隔热机理存有区别,其导热性能或导热系数也就各有差异。

即使对于同一物质构成的隔热材料,内部结构不同,或生产的控制工艺不同,导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料,结晶结构的导热系数最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料,由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用,固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构,对导热系数的影响都不大。

二、工作温度

温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响,温度提高,材料导热系数上升。因为温度升高时,材料固体分子的热运动增强,同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响,在温度为0-50℃范围内并不显著,只有对处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。

三、含湿比率

绝大多数的保温绝热材料都具有多孔结构,容易吸湿。材料吸湿受潮后,其导热系数增大。当含湿率大于5%-10%时,导热系数的增大在多孔材料中表现得最为明显。

这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后,孔隙中蒸汽的扩散和水分子的运动将起主要传热作用,而水的导热系数比空气的导热系数大20倍左右,故引起其有效导热系数的明显升高。如果孔隙中的水结成了冰,冰的导热系数更大,其结果使材料的导热系数更加增大。所以,非憎水型隔热材料在应用时必须注意防水避潮。

四、孔隙特征

在孔隙率相同的条件下,孔隙尺寸越大,导热系数越大;互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高,封闭孔隙率越高,则导热系数越低。

五、容重大小

容重(或比重、密度)是材料气孔率的直接反映,由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数,所以保温隔热材料往往都具有很高的气孔率,也即具有较小的容重。一般情况下,增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。

但对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料(如超细玻璃纤维),当其表观密度低于某一极限值时,导热系数反而会增大,这是由于孔隙率增大时互相连通的孔隙大大增多,从而使对流作用得以加强。因此这类材料存在一个最佳表观密度,即在这个表观密度时导热系数最小。

六、材料粒度

常温时,松散颗粒型材料的导热系数随着材料粒度的减小而降低。粒度大时,颗粒之间的空隙尺寸增大,其间空气的导热系数必然增大。此外,粒度越小,其导热系数受温度变化的影响越小。

七、热流方向

导热系数与热流方向的关系,仅仅存在于各向异性的材料中,即在各个方向上构造不同的材料中。

纤维质材料从排列状态看,分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些。一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者,同样密度条件下,其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。

对于各向异性的材料(如木材等),当热流平行于纤维方向时,受到阻力较小;而垂直于纤维方向时,受到的阻力较大。以松木为例,当热流垂直于木纹时,导热系数为0.17w/(m·k),平行于木纹时,导热系数为0.

35w/(m·k)。

气孔质材料分为气泡类固体材料和粒子相互轻微接触类固体材料两种。具有大量或无数多开口气孔的隔热材料,由于气孔连通方向更接近于与传热方向平行,因而比具有大量封闭气孔材料的绝热性能要差一些。

八、填充气体

隔热材料中,大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此,隔热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。低温工程中如果填充氦气或氢气,可作为一级近似,认为隔热材料的热导率与这些气体的热导率相当,因为氦气和氢气的热导率都比较大。

九、比热容

热导率=热扩散系数×比热×密度。在热扩散系数和密度条件相同的情况下,比热越大,导热系数越高。

隔热材料的比热对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量(或热量)有关。在低温下,所有固体的比热变化都很大。在常温常压下,空气的质量不超过隔热材料的5%,但随着温度的下降,气体所占的比重越来越大。

因此,在计算常压下工作的隔热材料时,应当考虑这一因素。

对于常用隔热材料而言,上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大。因而在测定材料的导热系数时,必须同时测定材料的表观密度。至于湿度,对于多数隔热材料可取空气相对湿度为80%一85%时材料的平衡湿度作为参考状态,应尽可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。

7楼:匿名用户

【影响绝热材料导

热系数的主要因素】

1、温度:温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响,温度提高,材料导热系数上升。

2、含湿率:所有的保温材料都具有多孔结构,容易吸湿。当含湿率大于5%~10%,材料吸湿后湿份占据了原被空气充满的部分气孔空间,引起其有效导热系数明显升高。

3、容重:容重是材料气孔率的直接反映,由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数,所以保温材料都具有很大的气孔率即很小的容重。一般情况下,增大气孔或减少容重都将导致导热系数的下降。

4、松散材料的粒度:常温时,松散材料材料的导热系数随着材料粒度减小而降低,粒度大时,颗粒之间的空隙尺寸增大,其间空气的导热系数必然增大。粒度小者,导热系数的温度系数小。

5、热流方向:导热系数与热流方向的关系,仅仅存在于各向异性的材料中,即在各个方向上构造不同的材料中。传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些;同样,具有大量封闭气孔的材料的绝热性能也比具大有开口气孔的要好一些。

气孔质材料又进一步分成固体物质中有气泡和固体粒子相互轻微接触两种。纤维质材料从排列状态看,分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况,一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者,同样密度条件一,其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。

6、填充气体的影响:绝热材料中,大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此,绝热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。

低温工程中如果填充氦气或氢气,可作为一级近似,认为绝热材料的热导率与这些气体的热导率相当,因为氦气或氢气的热导率都比较大。

7、比热容:绝热材料的比热容对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量(或热量)有关。在低温下,所有固体的比热容变化都很大。

在常温常压下,空气的质量不超过绝热材料的5%,但随着温度的下降,气体所占的比重越来越大。因此,在计算常压下工作的绝热材料时,应当考虑这一因素。

8、线膨胀系数:计算绝热结构在降温(或升温)过程中的牢固性及稳定性时,需要知道绝热材料的线膨胀系数。如果绝热材料的线膨胀系数越小,则绝热结构在使用过程中受热胀冷缩影响而损坏的可能性就越小。

大多数绝热材料的线膨胀系数值随温度下降下降而显著下降。

8楼:匿名用户

1,导热材料氧化物本身。2,合成后使用时的涂层厚度。

影响材料导热系数的主要因素有哪些?

9楼:

影响隔热材料导热系数的主要因素:

一、材料类型

隔热材料(绝热材料)类型不同,导热系数不同。隔热材料的物质构成不同,其物理热性能也就不同;隔热机理存有区别,其导热性能或导热系数也就各有差异。

即使对于同一物质构成的隔热材料,内部结构不同,或生产的控制工艺不同,导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料,结晶结构的导热系数最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料,由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用,固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构,对导热系数的影响都不大。

二、工作温度

温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响,温度提高,材料导热系数上升。因为温度升高时,材料固体分子的热运动增强,同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响,在温度为0-50℃范围内并不显著,只有对处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。

三、含湿比率

绝大多数的保温绝热材料都具有多孔结构,容易吸湿。材料吸湿受潮后,其导热系数增大。当含湿率大于5%-10%时,导热系数的增大在多孔材料中表现得最为明显。

这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后,孔隙中蒸汽的扩散和水分子的运动将起主要传热作用,而水的导热系数比空气的导热系数大20倍左右,故引起其有效导热系数的明显升高。如果孔隙中的水结成了冰,冰的导热系数更大,其结果使材料的导热系数更加增大。所以,非憎水型隔热材料在应用时必须注意防水避潮。

四、孔隙特征

在孔隙率相同的条件下,孔隙尺寸越大,导热系数越大;互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高,封闭孔隙率越高,则导热系数越低。

五、容重大小

容重(或比重、密度)是材料气孔率的直接反映,由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数,所以保温隔热材料往往都具有很高的气孔率,也即具有较小的容重。一般情况下,增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。

但对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料(如超细玻璃纤维),当其表观密度低于某一极限值时,导热系数反而会增大,这是由于孔隙率增大时互相连通的孔隙大大增多,从而使对流作用得以加强。因此这类材料存在一个最佳表观密度,即在这个表观密度时导热系数最小。

六、材料粒度

常温时,松散颗粒型材料的导热系数随着材料粒度的减小而降低。粒度大时,颗粒之间的空隙尺寸增大,其间空气的导热系数必然增大。此外,粒度越小,其导热系数受温度变化的影响越小。

七、热流方向

导热系数与热流方向的关系,仅仅存在于各向异性的材料中,即在各个方向上构造不同的材料中。

纤维质材料从排列状态看,分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些。一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者,同样密度条件下,其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。

对于各向异性的材料(如木材等),当热流平行于纤维方向时,受到阻力较小;而垂直于纤维方向时,受到的阻力较大。以松木为例,当热流垂直于木纹时,导热系数为0.17w/(m·k),平行于木纹时,导热系数为0.

35w/(m·k)。

气孔质材料分为气泡类固体材料和粒子相互轻微接触类固体材料两种。具有大量或无数多开口气孔的隔热材料,由于气孔连通方向更接近于与传热方向平行,因而比具有大量封闭气孔材料的绝热性能要差一些。

八、填充气体

隔热材料中,大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此,隔热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。低温工程中如果填充氦气或氢气,可作为一级近似,认为隔热材料的热导率与这些气体的热导率相当,因为氦气和氢气的热导率都比较大。

九、比热容

热导率=热扩散系数×比热×密度。在热扩散系数和密度条件相同的情况下,比热越大,导热系数越高。

隔热材料的比热对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量(或热量)有关。在低温下,所有固体的比热变化都很大。在常温常压下,空气的质量不超过隔热材料的5%,但随着温度的下降,气体所占的比重越来越大。

因此,在计算常压下工作的隔热材料时,应当考虑这一因素。

对于常用隔热材料而言,上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大。因而在测定材料的导热系数时,必须同时测定材料的表观密度。至于湿度,对于多数隔热材料可取空气相对湿度为80%一85%时材料的平衡湿度作为参考状态,应尽可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。