导热系数和热阻基本概念

导热系数和热阻基本概念
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。

纯就每种物质而言,谈热阻是没有太大意义的。因为几何形状不同,热阻就不同了。只有确定了几何形状,才可以利用热阻的概念做导热能力的比较。

比如:

a. 同一种材料,截面积相同、长度不同的柱体,它们的导热系数是相同的,而它

们两对面的热阻是绝不同的。

b. 同一种材料,设计成不同的形状,则不同几何结构之间,它们的两个对面的热

阻可能不同。某些不同形状的物体,热源端某点到对面某点和到侧面某点的热阻可能

相同。

公式(1)可以不考虑材料的几何形状与构成。也就是说,不管传导热的物体是

什么形状,也不管是由几种材料组合而成,只要测得两点间的温度和施加的热功率,

就可以得到热阻值。这对实际应用测量是很方便的。

式(2)则是根据材料特征来计算热阻。利用公式(2),可以不用做实际的测量

实验,利用各材料的导热系数和各组成材料的几何形状,就可以计算出热阻。这对做

模拟计算是非常好的理论依据。同时,公式(2)更容易让人理解热阻产生的本质。

三、导热系数与热阻的应用问题

采用热阻的概念,只能是两个系统保持不变的情况下来分析、比较系统的热状态。两个系统若有改变,比较的结果可能完全相反。

比如,两种不带铝基板的1W白光LED,见图2和图3,它们的结构尺寸见图4

和图5,根据铜底座尺寸,按照公式(2)计算,图2产品的中心轴向热阻应是图3产

品的1.54倍。可在实际使用中,图3的芯片温度要低。怎么会这样?因为,它的底板

下部的面积大,便于热流横向扩展。上面的计算没有考虑热流横向扩展!它们实际应

用时,还必须要加散热器,见图5。通常散热器是铝合金材料,导热系数远小于纯铜

材料。图2的LED接触面小,热量在往散热器上传导时,横向的热阻就大了;而图3

的产品由于铜底座面积大,热量便于横向散开传导到散热器上,使得热流密度减小,

将热量更有效地传导到散热器的外部翅片上。所以,虽然图3的结构纵向路径长了,

但由于有了好的横向路径,其实热阻反倒小了。

再比如,两个材料、工艺相同制成的散热器,A表面积比B表面积大一倍,似乎

A的热阻比B小,A要好。可是,给B配上风扇,B的热阻就会小于A。事实上是B和

风扇形成了系统,是这个系统比A好。并不是A比B的热阻小而最终在使用上A比B

系统好。A和B的比较就没有意义,因为B不是单独使用。

这个例子是有实际应用意义的。在设计产品的散热器结构时,我们可能采用两种

方案:只用散热器自然散热和散热器加风扇散热。在采用风扇散热时,可以选取一个

较小的散热器,其与风扇组合的散热效果可能远优于只采用一个较大的散热器的效果。虽然小散热器的热阻大于大散热器的热阻,但在两个系统中,我们也不能单以两个散

热器的热阻大小来说好坏。

在系统构成后,不用热阻的概念,通过温度值就可以知道导热效果的差异。这里“系统的构成后”是指相比较的系统的结构确定,热源确定。可以测试相关点的温度

就知道结果。没有必要已经知道了相关点的温度后再去算出个热阻来。通过相关点的

温度值已经很明确了哪个好,哪个不好。如果说不是测试,而是要通过模拟计算得到

结果的话,在模拟计算中,也是通过导热系数和结构参数,先算出相关点的温度。计

算得到了各点的温度,导热好坏也就明了了。也可以不需要再多算一步来算出热阻值。

对于热系统间的比较,仅仅知道各系统的热阻值,也无法比较哪个好坏。

举例说明。两个不同LED灯具,采用相同型号、规格和数量的LED,它们的芯片PN结到灯具最外端的热阻不同。可是这两个灯具设计的芯片工作电流是不同的。一个

灯具的工作电流比另一个要小的多,即使这个灯具的热阻大些,它的芯片温度还是要低,它的寿命相对就要好。所以,给出热阻值而不同时了解其它相关条件,单从热阻

值来比较这两个灯具,是没有意义的。而若给出灯具在正常工作条件下的温度值,则

可以很好低判定它们的热状况好坏了,由此才可以推断哪个灯具的可靠性和寿命会好。

当然,热阻的概念也还是有用的。比如,某些元件出厂后,用户可能无法测试其

内部热源点的温度,这样用户就无法利用公式(1)和(2)来做后续应用的测试和设

计计算。比如半导体二极管、LED等元件,用户无法测试PN结处的温度。厂家可以根

据半导体物理的理论,根据PN结在稳定的电流下结温与正向电压的关系,再考虑封

装材料的影响,计算出PN结到封装外部某处的热阻。有了PN结到封装体外部某处的

热阻值,用户才能计算元件在不同供电条件下元件内部的热状况,从而采取相应的散

热措施。

根据图1的说明,对于多芯片封装的LED元件,给出的热阻值实际是一个加权平

均值。

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)]

常用导热系数单位之间的换算关系

常用导热系数单位之间的换算关系 下表为常用导热系数单位换算表。 上表中,关于几种温度单位: 开氏温度(K ):国际单位制基本单位。绝对零度℃为0开氏度。 摄氏温度(℃):一个大气压下,规定水的冰点为0℃,沸点为100℃。 华氏温度(℉):一个大气压下,规定水的冰点为32℉,沸点为212℉。 温度单位之间的换算关系为: 摄氏度与开氏度:K=℃- 摄氏度与华氏度:℉=(9/5)*℃+32 摄氏度与华氏度:K=5/9(℉+ 1 根据预制直埋保温管规范推算 2 根据埋深和聚氨酯和玻璃钢的承重计算 已知保温材料导热系数外墙保温厚度怎么计算 首先明确你用的外墙要达到什么标准,是50节能、还是65节能标准。以65%节能为例,传热系数Km≤ W/()。其倒数即为符合墙体传热阻,再减去内外墙传热阻以及基墙传热阻就可以得到你用的外墙的热阻,再根据公式R = δ/λ(热阻=材料厚度/导热系数),即可算出你所需要的厚度。 隔热保温层厚度计算

2009-05-25 13:37:15|分类:个人日记 |标签: |字号大中小订阅 聚氨酯泡沫塑料作为隔热保温材料已广泛用于建筑、冷库、油管、保温管道等。 正确地确定隔热层厚度将大大地节省原料,降低材料费用。 绝热工程包括保温和保冷两方面的内容。 经济厚度计算方法是一种最广泛使用的方法。 把绝热材料的投资和热冷损失的费用综合考虑后得出一种经济厚度,此时保温与保冷费用和热损失费用之和为最小。 一般控制绝热层表面单位面积的热损失不大于规定值。 在实际计算中,保温层表面温度ts如何确定与各方面都有关系。 从能耗考虑,ts与大气温度t0越接近越好,但是,相应的其投资费用也越大。 反之,则能源又随投资费用的减少而大幅度的增加。 因此,保温保冷层表面温度应分别高于大气温度和露点温度。 同时,式中a1的值(外部传热系数)对保温的场合往往直接取10,对保冷取7。 例1,某冷库,库内最低温度为-20℃,夏季平均气温为30℃,湿度为85%,采用聚氨酯泡沫作绝热材料,其厚度应为多少 已知tf=-20℃ta=30℃λ=Kcal/m·h·℃a1=7Kcal/m2·h·℃ ts的求法: ts为绝热层表面露点温度,查阅饱和蒸汽压表得: 30℃时的饱和蒸汽压为柱 ×=

(精品)热阻及热导率的测量方法

热阻及热导率测试方法 范围 本方法规定了导热材料热阻和热导率的测试方法。本方法适用于金属基覆铜板热 阻和导热绝缘材料热阻和热导率的测试。 术语和符号 术语 热触热阻 contact resistance 是测试中冷热两平面与试样表面相接触的界面产生热流量所需的温差。接触热阻 的符号为R I 面积热流量areic heat flow rate 指热流量除以面积。 符号 下列符号适用于本方法。 λ:热导率,W/(m﹒K); A:试样的面积,m 2 ; H:试样的厚度,m; Q:热流量,W 或者 J/s; q:单位面积热流量,W/ m 2 ; R:热阻,(K﹒m 2 )/W。 原理 本方法是基于测试两平行等温界面中间厚度均匀试样的理想热传导。 试样两接触界面间的温 度差施加不同温度,使得试样上下两面形成温度梯度,促使热流量全部垂直穿过试样测试表 面而没有侧面的热扩散。 使用两个标准测量块时本方法所需的测试: T1=高温测量块的高温,K; T2=高温测量块的低温,K; T3=低温测量块的高温,K; T4=低温测量块的低温,K; A=测试试样的面积,m 2 ; H=试样的厚度,m。 基于理想测试模型需计算以下参数: T H:高温等温面的温度,K; T C:低温等温面的温度,K; Q:两个等温面间的热流量 热阻:两等温界面间的温差除以通过它们的热流量,单位为(K﹒m 2 )/W; 热导率:从试样热阻与厚度的关系图中计算得到,单位为W/(m.K)。

接触热阻存在于试样表面与测试面之间。 接触热阻随着试样表面特性和测试表面施加给试样 的压力的不同而显著变化。因此,对于固体材料在测量时需保持一定的压力,并宜对压力进 行测量和记录。热阻的计算包含了试样的热阻和接触热阻两部分。 试样的热导率可以通过扣除接触热阻精确计算得到。 即测试不同厚度试样的热阻,用热阻相 对于厚度作图,所得直线段斜率的倒数为该试样的热导率,在厚度为零的截取值为两个接触 界面的接触热阻。如果接触热阻相对于试样的热阻非常小时(通常小于1%),试样的热导率 可以通过试样的热阻和厚度计算得出。 通过采用导热油脂或者导热膏涂抹在坚硬的测试材料表面来减小接触热阻。 仪器 符合本测试方法的一般特点要求的仪器见图A.1和图A.2。 该套仪器增加测厚度及压力监测等 功能,加强了测试条件的要求来满足测试精度需要。 仪器测试表面粗糙度不大于0.5μm;测试表面平行度不大于5μm。 精度为1μm归零厚度测试仪(测微计、LVDT、激光探测器等)。 压力监测系统。 图A.1 使用卡路里测量块测试架 图A.2 加热器保护的测量架 热源可采用电加热器或是温控流体循环器。主热源部分必需采用有保护罩进行保护, 保护罩 与热源绝缘,与加热器保持±0.2K的温差。避免热流量通过试样时产生热量损失。无论使用 哪一种热源,通过试样的热流量可以用测量块测得。 热流量测量块由测量的温度范围内已知其热导率的高热导率材料组成。为准确测量热流量, 必须考虑热传导的温度灵敏度。推荐测量块材料的热导率大于50 W/(m.K)。 通过推算测量块温度与测试表面的线性关系(Fourier传热方程),确定测量块的热端和冷端 的表面温度。 冷却单元通常是用温度可控的循环流体冷却的金属块,其温度稳定度为±0.2 K。 试样的接触压力通过测试夹具垂直施加在试样的表面上,并保持表面的平行性和对位。

常见材料导热系数全

常见材料导热系数全 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

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,又称为热导率,单位为W/mK。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,导致由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。 稳态导热: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。 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 导热系数与材料的组成结构、密度、、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(我国国家标准规定,凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于(m·K)的材料称为保 温材料),而把导热系数在瓦/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,物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差,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1~3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、导热双面胶等。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面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体,导热系数仅有,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: Q=KA△T/d,

常见材料导热系数全

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,又称为热导率,单位为W/mK。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,导致由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。 稳态导热: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。 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 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(我国国家标准规定,凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)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,物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差,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1~3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、导热双面胶等。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面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体,导热系数仅有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: Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量,W K: 导热率,W/mk A:接触面积 d: 热量传递距离△T:温度差 R: 热阻值

导热系数和热阻的实际应用

导热系数和热阻的实际应用 夏俊峰 2015.08.05 第3版 前言 本文第1版最早于2007年7月发布在中国光学光电子行业论坛上,之后在2009年8月修改为第2版。本次做了全面的修改,增加了模拟计算的内容,以说明如何来正确认识热阻概念。并通过简单介绍模拟软件中有关接触热阻的设置问题,让读者更好地认识导热系数和热阻的实际应用。需要说明的是,本文是讨论仅在热传导方面,所有概念的定义也是针对热传导而言的。并且本文主要是针对LED 应用方面来谈的。 第一章 有关理论知识介绍 要讲导热系数和热阻的问题,首先要搞清楚这两个概念的定义。而要明确定义,必须要先介绍导热的基本理论。 在传热学中,关于热传导的基本理论就是傅里叶定律。对于一维热传导,傅里叶定律表述为:单位时间内通过厚度为L 的热量Q 与厚度两边的温度变化率ΔT 及平板面积A 成正比,即: L ΔT λA t Q -= ——(1) 式中:λ是材料的导热系数。负号表示热量自温度高向温度低方向传递。 对于上述导热定律,读者必须清楚,公式(1)仅是针对一维、热流密度均匀、测温的平面上温度均匀相等的情况。也就是说,引起ΔT 的因素是通过面积A 的热量Q。如果热源有部分热量没有经过面积A,则不能计算在内。 单位时间内传导的热量,就是热功率,用P 表示,单位是:瓦(W)。 由公式(1)可以得知: 导热系数λ是指在稳定传热条件下,单位时间内通过物体单位距离、单位截面积的平行面、产生1度温差的热量。其单位为:瓦/(米·度)。 导热系数和温度有关。具体相关参数要查阅相关物料手册。 对公式(1)做个变换,可以得到: A L T - P λ?= ——(2) 令: A λL R =θ ——(3) 公式(2)就可以简化为: θ R T P ?= ——(4)

常用材料的导热系数表

材料的导热 傅力叶方程式: Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量,W;K: 导热率,W/mk;A:接触面积;d: 热量传递距离;△T:温度差;R: 热阻值 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。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。所以同类材料的导热率都是一样的,并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并,可以得到 K=d/R。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,可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式,理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式,他设定的条件是:接触面是完全光滑和平整的,所有热量全部通过热传导的方式经过材料,并达到另一端。 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、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同,就会产生不同的接触面热阻值,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 D5470。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,很多参数是无法真正的量化的,只是一个“模糊”的数学概念。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。 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. 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。 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路程越多,所耗的时间也越多,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

常用材料的导热系数表

常用材料的导热系数表

材料的导热率 傅力叶方程式: Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量,W;K: 导热率,W/mk;A:接触面积;d: 热量传递距离;△T:温度差;R: 热阻值 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。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。所以同类材料的导热率都是一样的,并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并,可以得到 K=d/R。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,可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式,理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式,他设定的条件是:接触面是完全光滑和平整的,所有热量全部通过热传导的方式经过材料,并达到另一端。 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、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同,就会产生不同的接触面热阻值,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 D5470。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,很多参数是无法真正的量化的,只是一个“模糊”的数学概念。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。 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. 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。 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路程越多,所耗的时间也越多,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、厚度薄,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。

热阻与热阻抗Word版

热传导的基础理论 傅立叶方程 对界面材料的热传导,一般按一维来处理,其热传导过程可用傅立叶方程描述: Q=KA△T/d ┄┄┄┄┄┄┄ (1) 式中:K:导热系数,W/m.k A:接触面积,m2 Q:趁热量,W △T:热量流入面与流出面之间的温差,℃d:壁面的厚度,m 导热系数 导热系数是描述材料导热能力的一个物理量,为单一材料的固有特性,与材料的大小、形状无关。而对于采用玻璃丝网或聚合物膜加固的界面材料,由于其导热系数取决于不同材料层的相对厚度及导热的方向性能,所以用相对导热系数来表征材料的导热性能更合适。 热阻 热阻表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力,表示为: Rθ=d/K (2) 对于单一材料,材料的热阻与材料的厚度成正比;对于非单一材料,总的趋势是材料的热阻随材料的厚度增加而增大,但不是纯粹的线形关系。 热阻抗 对于界面材料,用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适,热阻抗定义为其热阻和与接触表面间的接触热阻之和,表示如下: Zθ=d/(K.A)+Ri (3) 表面平直度、表面粗糙度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响,而这些因素又与实际应用条件有关,所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配条件,其影响因素有:接触面积A:接触面积增加,装配热阻即减小。 材料厚度d:绝缘厚度增加,材料的装配热阻增大。 装配压力(Pressure):在理想条件下,装配压力增加,热阻减小,但压 力增加到一定值后,热阻减小的幅度很小,该点的压力则为材料的最佳 压力值。另外,装配热阻的大小还跟测试方法有关。 界面材料的测试方法 热阻抗的测试方法 ASTM D5470规定的测试方法 遵照美国ASTM D5470-93标准其测试原理图如右图所示: 测试头为圆柱体:截面积1in2 表面粗糙度:小于1μm 材料为:铝6160 T6 加热块及平衡加热器材料为:铜 压力:500PSI±1psi 平衡判定:10分钟内温度变化:小于1℃ ASTM D5470 测试方法示意图 计算方法为: 热量(Heat): Q cal1,2= Kcal1,2 A cs m1,2(W) 平均热量(Average Heat): Q avg=( Q cal1+ Q cal2)(W)

热阻的实际应用

图1

公式(2)则是根据材料特征来计算热阻。利用公式(2),可以不用做实际的测量实验,利用各材料的导热系数和各组成材料的几何形状,就可以计算出热阻。这对做模拟计算是非常好的理论依据。同时,公式(2)更容易让人理解热阻产生的本质。 三、导热系数与热阻的应用问题 采用热阻的概念,只能是两个系统保持不变的情况下来分析、比较系统的热状态。两个系统若有改变,比较的结果可能完全相反。 比如,两种不带铝基板的1W白光LED,见图2和图3,它们的结构尺寸见图4和图5,根据铜底座尺寸,按照公式(2)计算,图3产品的中心轴向热阻应是图2产品的1.54倍。可在实际使用中,图3的芯片温度要低。怎么会这样?因为,它的底板下部的面积大,便于热流横向扩展。上面的计算没有考虑热流横向扩展!它们实际应用时,还必须要加散热器,见图5。通常散热器是铝合金材料,导热系数远小于纯铜材料。图2的LED接触面小,热量在往散热器上传导时,横向的热阻就大了;而图3的产品由于铜底座面积大,热量便于横向散开传导到散热器上,使得热流密度减小,将热量更有效地传导到散热器的外部翅片上。所以,虽然图3的结构纵向路径长了,但由于有了好的横向路径,其实热阻反倒小了。 再比如,两个材料、工艺相同制成的散热器,A表面积比B表面积大一倍,似乎A的热阻比B小,A要好。可是,给B配上风扇,B的热阻就会小于A。事实上是B和风扇形成了系统,是这个系统比A好。并不是A比B的热阻小而最终在使用上A比B系统好。A和B的比较就没有意义,因为B不是单独使用。 这个例子是有实际应用意义的。在设计产品的散热器结构时,我们可能采用两种方案:只用散热器自然散热和散热器加风扇散热。在采用风扇散热时,可以选取一个较小的散热器,其与风扇组合的散热效果可能远优于只采用一个较大的散热器的效果。虽然小散热器的热阻大于大散热器的热阻,但在两个系统中,我们也不能单以两个散热器的热阻大小来说好坏。 在系统构成后,不用热阻的概念,通过温度值就可以知道导热效果的差异。这里“系统的构成后”是指相比较的系统的结构确定,热源确定。可以测试相关点的温度就知道结果。没有必要已经知道了相关点的温度后再去算出个热阻来。通过相关点的温度值已经很明确了哪个好,哪个不好。如果说不是测试,而是要通过模拟计算得到结果的话,在模拟计算中,也是通过导热系数和结构参数,先算出相关点的温度。计算得到了各点的温度,导热好坏也就明了了。也可以不需要再多算一步来算出热阻值。 对于热系统间的比较,仅仅知道各系统的热阻值,也无法比较哪个好坏。 举例说明。两个不同LED灯具,采用相同型号、规格和数量的LED,它们的芯片PN结到灯具最外端的热阻不同。可是这两个灯具设计的芯片工作电流是不同的。一个灯具的工作电流比另一个要小的多,即使这个灯具的热阻大些,它的芯片温度还是要低,它的寿命相对就要好。所以,给出热阻值而不同时了解其它相关条件,单从热阻值来比较这两个灯具,是没有意义的。而若给出灯具在正常工作条件下的温度值,则可以很好低判定它们的热状况好坏了,由此才可以推断哪个灯具的可靠性和寿命会好。

传热系数的单位

传热系数的单位 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,℃),1H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)。 6+12A +6的中空玻璃,门窗传热系数多少 断桥铝合金中空玻璃窗6+9A+6,按江苏省节能标准参照表K值=3.5执行DGJ32/J71-2008,实际因为窗型、型材不一样,也会差异。送检尺寸有关推拉窗有可能K值=3.5以上,在3.5-3.6左右;平开窗有可能K值=3.5以下,在3.2-3.4左右,具体情况要具体分细。 断桥铝合金门窗,采用隔热断桥铝型材和5+9+5中空玻璃,具有节能、隔音、防噪、防尘、防水等功能。断桥铝门窗的热传导系数K值为3W/m2?K以下,比普通门窗热量散失减少一半,降低取暖费用30%左右。 幕墙中空玻璃传热系数计算方法如下: 1.公式 P r=μc /λ 式中μ——动态黏度,取1.761×10-5kg/(m?s); c——比热容,空气取1.008×103J/(kg?K)、氩气取0.519×103J/(kg?K); λ——导热系数,空气取2.496×10-2W/(m?K)、氩气取1.684×10-2W/(m?K)。 G r=9.81s 3ΔTρ2/Tmμ2 式中 s——中空玻璃的气层厚度(m); ΔT ——外片玻璃表面温差,取15K; ρ——密度,空气取1.232kg/m3、氩气取1.669 kg/m3; T m——玻璃的平均温度,取283K; μ——动态黏度,空气取1.761×10-5kg/(m?s)、氩气取2.164×10-5kg/(m?s)。 N u= 0.035(G r Pr)0.38,如计算结果Nu<1,取Nu=1。 H g= N u λ/s W/(m2?K) H T =4ζ(1/ε1+1/ε2-1)-1×Tm 3 式中ζ——常数,取5.67×10-8 W/(m2?K4); ε 1 ——外片玻璃表面的校正辐射率; ε 2 ——内片玻璃表面的校正辐射率; ε1、ε2取值: 普通透明玻璃ην>15% 0.837 (GB/T2680表4) 真空磁控溅射镀膜玻璃ην≤15% 0.45 (GB/T2680表4) ην>15% 0.70 (GB/T2680表4) LOW-E镀膜玻璃ην>15% 应由试验取得,如无试验资料时可取0.09~0.115。 h s = h g + h T 1/h t=1/h s+δ/ r1 式中δ——两片玻璃总厚度; r1——玻璃热阻,取1(m?K)/W。 1/U=1/h e +1/h i+1/h t 式中 h e——玻璃外表面换热系数,取23(19)W/(m2?K); h i——玻璃内表面换热系数,取8(8.7)W/(m2?K)。括号中数字为GB50176有关

热阻值和导热系数关系

热阻值和导热系数关系 Revised by Hanlin on 10 January 2021

(R值)与(U值) R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高,材料的阻热和隔热性能越高。U值的意义则与之相反。U 值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低,表示热传导量就越低,材料的隔热效果就越好。 基本材料的热导率? 所有的建筑材料都有各自的热导率,热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下,单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米·开尔文)。材料的热导率越低,代表产品的隔热性能越好。岩棉是最理想的隔热材料之一,其热导率很低,因而产品隔热效果良好。材料的热导率(用K或λ表达),有不同的标准,比如欧盟标准(EN),美国标准(ASTM)以及其他国际或地方标准。利用K 值可以衡量材料或的热阻值(R值)和热导系数(U值)。 R值(热阻值) 热阻值(R值)与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是,在热导率恒定的前提下,材料厚度越高,热阻值也越高。 R=d/k 其中:R表示热阻值d表示材料厚度(单位米)k表示热导率材料的热阻值(R值)会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头,这些材料的热阻性能不是很好。采用特殊材料进行隔热处理,效果非常良好。采用岩棉隔热,

同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍,同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示,采用隔热材料改善能效是最可行的方法。 U值(热导系数) 建筑物的热导系数(U值)表示在稳定传热条件下,单位面积的建筑截面材料,两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米2·开尔文)。 U=1/Rt 其中Rt代表材料总的热阻值:Rt=Ro+d1/k1+d2/k2+...........dn/kn+Ri在该等式中:Ro代表外表面的空气薄层热阻单位(m2K/W)Ri代表内表面的空气薄层热阻单位 (m2K/W)k代表基本材料的热导率单位(W/mK)d代表基本材料的厚度单位(米)建筑材料的U值越低,代表抗热性越好。

热阻值和导热系数关系审批稿

热阻值和导热系数关系 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

(R值)与(U值) ? R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高,材料的阻热和隔热性能越高。 U值的意义则与之相反。U值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低,表示热传导量就越低,材料的隔热效果就越好。 基本材料的热导率 所有的建筑材料都有各自的热导率,热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下,单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米·开尔文)。 材料的热导率越低,代表产品的隔热性能越好。岩棉是最理想的隔热材料之一,其热导率很低,因而产品隔热效果良好。 材料的热导率(用K或λ表达),有不同的标准,比如欧盟标准(EN),美国标准(ASTM)以及其他国际或地方标准。利用K值可以衡量材料或的热阻值(R值)和热导系数(U值)。 R值(热阻值) 热阻值(R值)与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是,在热导率恒定的前提下,材料厚度越高,热阻值也越高。 R = d / k 其中: R 表示热阻值

d 表示材料厚度(单位米) k 表示热导率 材料的热阻值(R值)会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头,这些材料的热阻性能不是很好。 采用特殊材料进行隔热处理,效果非常良好。采用岩棉隔热,同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍,同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示,采用隔热材料改善能效是最可行的方法。 ? U值(热导系数) 建筑物的热导系数(U值)表示在稳定传热条件下,单位面积的建筑截面材料,两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米2·开尔文)。 U = 1 / Rt 其中Rt代表材料总的热阻值: Rt = Ro + d1 / k1 + d2 / k2 + ........... dn / kn + Ri 在该等式中: Ro 代表外表面的空气薄层热阻 单位 (m2K/W) Ri 代表内表面的空气薄层热阻单位 (m2K/W) k 代表基本材料的热导率单位 (W/mK)

围护结构热阻及保温计算

导热系数、传热系数(热阻值R、导热系数λ、修正系数、厚度---节能计算)概念及热工计算方法 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,此处的K可用℃代替)。 传热系数: 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)。 (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厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)] ②热阻值R(m.k/w) = 1 / 传热系数K [W/(㎡?K)] ③厚度δ(m) = 导热系数λ[W/(m.k)] / 传热系数K [W/(㎡?K)]

传热系数和导热系数

传热系数和导热系数 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 ,C), 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/ m2 K,此处K可用C代替)。 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,此处为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。 传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。传热阻RO是传热和系数K的倒数,即RO=1/K,单位是平方米度/瓦(m2. 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。 由固体器壁隔开的热、冷流体在温度相差为一度时,单位时间内通过单位器壁面积的传热量,又称总传热系数。它是传热学中度量传热过程有效程度的主要指标。其数学定义式为

式中?为单位时间内流过传热面的热量即热流量;为传热面积;△ 为热、冷流体的对数平均温度差。 机械工程中遇到的传热过程常常是热传导、对流换热和辐射换热三者的综合,而在应用最多的表面式换热器(又称间壁式换热器)中温度不太高,辐射换热的作用不大,所以分析时主要考虑热传导和对流换热的综合过程。 传热过程中热流体通过对流换热向高温侧壁面传热(见图 这一热量又通过固体壁导热传递给低温侧 壁面,最后以对流换热方式由冷流体把热量从低温侧壁面带走。因此,传热过程通常都可简化成串联的3个基本环节:对流换热一导热—对流换热。3个串联环节的分热阻之和组成传热过程的总热阻。因此,传热系数可表示为 I ] * $ * ] 屍鼻屁式中方、方分别表示热、冷流体与其相接触壁面间的对流传热系数(需要时,其中包括辐射换热的相应折算值);?、分别为器壁的厚度和热导率。分母中的3个分数代表3 个串联环节的分热阻。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(有时还有辐射换热)过程有关,而且

常用材料的导热系数表

常用材料的导热系数表文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

材料的导热率 傅力叶方程式: Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量,W;K: 导热率,W/mk;A:接触面积;d: 热量传递距离;△T:温度差;R: 热阻值 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。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。所以同类材料的导热率都是一样的,并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并,可以得到 K=d/R。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,可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式,理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式,他设定的条件是:接触面是完全光滑和平整的,所有热量全部通过热传导的方式经过材料,并达到另一端。 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、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同,就会产生不同的接触面热阻值,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 D5470。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,很多参数是无法真正的量化的,只是一个“模糊”的数学概念。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。 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

热阻值和导热系数关系完整版

热阻值和导热系数关系集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

(R值)与(U值) R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高,材料的阻热和隔热性能越高。U值的意义则与之相反。U值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低,表示热传导量就越低,材料的隔热效果就越好。 基本材料的热导率? 所有的建筑材料都有各自的热导率,热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下,单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米·开尔文)。材料的热导率越低,代表产品的隔热性能越好。岩棉是最理想的隔热材料之一,其热导率很低,因而产品隔热效果良好。材料的热导率(用K或λ表达),有不同的标准,比如欧盟标准(EN),美国标准(ASTM)以及其他国际或地方标准。利用K值可以衡量材料或的热阻值(R值)和热导系数(U值)。 R值(热阻值) 热阻值(R值)与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是,在热导率恒定的前提下,材料厚度越高,热阻值也越高。 R=d/k 其中:R表示热阻值d表示材料厚度(单位米)k表示热导率材料的热阻值(R值)会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头,这些材料的热阻性能不是很好。采用特殊材料进行隔热处理,效果非常良好。采用岩棉隔热,同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍,同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示,采用隔热材料改善能效是最可行的方法。 U值(热导系数) 建筑物的热导系数(U值)表示在稳定传热条件下,单位面积的建筑截面材料,两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米2·开尔文)。 U=1/Rt 其中Rt代表材料总的热阻值:Rt=Ro+d1/k1+d2/k2+...........dn/kn+Ri在该等式中:Ro代表外表面的空气薄层热阻单位(m2K/W)Ri代表内表面的空气薄层热阻单位(m2K/W)k代表基本材料的热导率单位(W/mK)d代表基本材料的厚度单位(米)建筑材料的U值越低,代表抗热性越好。

导热系数热阻基概念

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。 纯就每种物质而言,谈热阻是没有太大意义的。因为几何形状不同,热阻就不同了。只有确定了几何形状,才可以利用热阻的概念做导热能力的比较。 比如:

相关文档
最新文档