导热系数在电子设备中起到什么作用
导热系数在电子设备中起到什么作用
?导热系数：衡量材料传热能力的指标。给定材料两侧的两个表面，它们之间存在温差，热导率是每单位时间和每单位表面积传递的热能除以温度差。?
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?导热性是一种散装特性，描述了材料传热的能力。在图1的等式中，热传导率是比例因子K.传热距离定义为通过材料（Q）传递的热量，从温度T1到温度T2，当T1> T2 2 .
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?图1：从热（T1）表面到冷（T2）表面的传导传热过程。
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?材料的导热性在电子设备的冷却中起着重要作用;从产生热量的模具到容纳电子器件的机柜，传导热传递以及随后的热传导是整个热管理过程中不可或缺的组成部分。
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?热量来自模具对外部环境是一个复杂的过程，在设计热解决方案时必须要了解。过去，许多设备无需像散热器那样需要外部冷却设备即可运行。在这些器件中，由于主要传热路径进入PCB，因此需要优化从芯片到电路板的导通电阻。随着功率水平的增加，仅仅向板内的热传递变得不充分。现在，大部分热量通过部件的顶部表面直接散发到环境中。在这些新型高功率器件
传热系数计算方法
第四章循环流化床锅炉炉内传热计算 循环流化床锅炉炉膛中的传热是一个复杂的过程，传热系数的计算精度直接影响了受热面设计时的布置数量，从而影响锅炉的实际出力、蒸汽参数和燃烧温度。正确计算燃烧室受热面传热系数是循环流化床锅炉设计的关键之一，也是区别于煤粉炉的重要方面。 随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，有关循环流化床锅炉的炉膛传热计算思想和方法的研究也在迅速发展。许多著名的循环流化床制造公司和研究部门在此方面也做了大量的工作，有的已经形成商业化产品使用的设计导则。 但由于技术保密的原因，目前国内外还没有公开的可以用于工程使用的循环流化床锅炉炉膛传热计算方法，因此对它的研究具有重要的学术价值和实践意义。 清华大学对CFB锅炉炉膛传热作了深入的研究，长江动力公司、华中理工大学、浙江大学等单位也对CFB锅炉炉膛中的传热过程进行了有益的探索。根据已公开发表的文献报导，考虑工程上的方便和可行，本章根椐清华大学提出的方法，进一步分析整理，作为我们研究的基础。为了了解CFB锅炉传热计算发展过程，也参看了巴苏的传热理论和计算方法，浙江大学和华中理工大学的传热计算与巴苏的相近似。 4.1 清华的传热理论及计算方法 4.1.1 循环流化床传热分析 CFB锅炉与煤粉锅炉的显著不同是CFB锅炉中的物料(包括煤灰、脱硫添加剂等)浓度C p 大大高于煤粉炉，而且炉内各处的浓度也不一样，它对炉内传热起着重要作用。为此首先需要计算出炉膛出口处的物料浓度C p，此处浓度可由外循环倍率求出。而炉膛不同高度的物料浓度则由内循环流率决定，它沿炉膛高度是逐渐变化的，底部高、上部低。近壁区贴壁下降流的温度比中心区温度低的趋势，使边壁下降流减少了辐射换热系数；水平截面方向上的横向搅混形成良好的近壁区物料与中心区物料的质交换，同时近壁区与中心区的对流和辐射的热交换使截面方向的温度趋于一致，综合作用的结果近壁区物料向壁面的辐射加强，总辐射换热系数明显提高。在计算水冷壁、双面水冷壁、屏式过热器和屏式再热器时需采用不同的计算式。物料浓度C p对辐射传热和对流传热都有显著影响。燃烧室的平均温度是床对受热面换热系数的另一个重要影响因素。床温的升高增加了烟气辐射换热并提高烟气的导热系数。虽然粒径的减小会提高颗粒对受热面的对流换热系数，在循环流化床锅炉条件下，燃烧室内部的物料颗粒粒径变化较小，在较小范围内的粒径变化时换热系数的变化不大，在进行满负荷传热计算时可以忽略，但在低负荷传热计算时，应该考虑小的颗粒有提高传热系数的能力。 炉内受热面的结构尺寸，如鳍片的净宽度、厚度等，对平均换热系数的影响也是非常明显的。鳍片宽度对物料颗粒的团聚产生影响；另一方面，宽度与扩展受热面的利用系数有关。根
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)]
影响绝热材料导热系数的主要因素.
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。
中空玻璃传热系数计算
6mm+9A+6mmLow-e中空玻璃K(U)值计算书 1、计算公式及取值 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 =4σ（1/ε1+1/ε2-1）-1×Tm 3 式中σ——常数，取5.67×10-8 W/（m2?K4）； ε1 ——外片玻璃表面的校正辐射率； ε2 ——内片玻璃表面的校正辐射率；
ε1、ε2取值： 普通透明玻璃τν＞15% 0.837 （GB/T2680表4） 真空磁控溅射镀膜玻璃τν≤15% 0.45 （GB/T2680表4） τν＞15% 0.70 （GB/T2680表4） LOW-E镀膜玻璃τν＞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21（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有关规定。 2、计算 P r=μc/λ=1.761×10-5×1.008×103 /2.496×10-2 =0.711 G r=9.81s3ΔTρ2/Tmμ2=9.81×0.0063×15×1.2322/283× （1.761×10-5）2= 550 N u 0.035（Gr Pr）0.38= 0.035（0.711×550）0.38=0.09 取Nu=1 H g= Nu λ/s =1×2.496×10-2/0.006=4.16 W/（m2?K） HT=4σ（1/ε1+1/ε2-1）-1×Tm 3=4×5.67×10-8×（1/0.837+1/0.10-1）-1×2833=0.504 W/（m2?K）
导热硅脂导热系数影响因素试验方案
导热硅脂导热系数影响因素试验方案 一、试验目标 通过试验探究出基体料、填料复配体系对导热系数的影响。 二、试验思路与分析 导热硅脂中体现出来的导热能力不仅与材料本身的热导率有关，还与其在体系中的填充量、堆砌紧密程度以及填料与硅油的浸润程度等因素密切相关。 石逸夫等在硅油及填料对导热硅脂接触热阻的影响中分别对二甲基硅油、乙烯基硅油、羟基硅油及含氢硅油进行热失重分析和导热系数、热阻测试，得出二甲基硅油最适合作为基体料。但是，他并没有测试用不同硅油制备的导热硅脂的导热系数。而现有的文献主要讲述不同类型高性能导热填料的开发，而对基体料的研究甚少。 复配体系有利于导热系数的提高已得到公认，此次试验中通过不同粒径的复配，得到最优复配体系。再以此体系试验不同规格的硅油的导热系数，确定最优规格硅油，进而探究出影响导热系数的因素。 三、试验设计
四、试验步骤 1.准备好密炼机、直流调速搅拌器、水浴锅、电子称、烘箱等相关试验设 备。将二甲基硅油、苯基硅油、球形Al2O3、BN、改性ZnO、石墨烯、硅烷偶联剂KH550、乙醇等原材料准备到位； 2.称取60%质量份导热填料倒入装有导热填料质量25%的100mL烧杯内， 手工搅拌10min。再加入填料重量3%的硅烷偶联剂KH550于烧杯中； 3.将装有填料的烧杯置于水浴锅内，60℃恒速搅拌3h，后放入烘箱内120℃ 烘烤1h； 4.称取40%质量份二甲基硅油，将硅油和改性好的填料置于密炼机内密炼 10min； 5.将制得导热硅脂进行导热性能分析； 6.依次对四个复配体系进行试验，确定出导热系数最高的复配体系； 7.选择以上得出的最优复配体系，分别采用二甲基硅油、苯基硅油为基体 料制备导热硅脂； 8.将不同基体料的导热硅脂进行导热系数的测试。 五、试验数据记录
换热器的传热系数
1 介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是：1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水850～1700 水气体17～280 水有机溶剂280～850 水轻油340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在 2 800~2200W/m2·℃范围内。列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100) 下即可达到湍流，以提高对流传热系数。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济
传热系数计算
4.3 热工设计 4.3.1 本系统用于外墙外保温时的保温层设计厚度，应根据《河南省公共建筑节能设计标准》（DBJ41/075-2006）、《河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区）》（DBJ41/062-2005）、《河南省居住建筑节能设计标准（夏热冬冷地区）》（DBJ41/071-2006）规定的外墙传热系数限值，通过热工计算确定。 4.3.2 ZCK无机复合保温板用于外墙外保温时，其导热系数（λ）、蓄热系数（S）设计计算值和修正系数按下表取值。 表4.3.2 ZCK无机复合保温板λ、S、修正系数 4.3.3 热工计算示例，以采用60mm保温板为例。 示例一：200mm混凝土剪力墙外贴60mm保温板，计算如下： Ra=R内+R1+R2+R3+R4+R外=0.11+0.0215+0.1149+1.1429+0.005+0.04=1.4343 Ka=1/R=1/1.4333=0.70W/(m2.K) 其中：R内为内表面换热阻，0.11m2.K/W； R1为水泥砂浆层热阻，0.02/0.81=0.0215 m2.K/W； R2为混凝土剪力墙层热阻，0.2/1.74=0.1149 m2.K/W； R3为保温板层热阻，0.06/（0.05*1.05）=1.1429 m2.K/W； R4为抗裂砂浆层热阻，0.005/0.93=0.005 m2.K/W； R外为外表面换热阻，0.04m2.K/W； 示例二：200mm加气混凝土砌块外贴60mm保温板，计算如下： Rb=R内+R1+R2+R3+R4+R外=0.11+0.0215+0.80+1.1429+0.005+0.04=2.1194 Kb=1/R=1/2.1194=0.47W/(m2.K) 其中：R内为内表面换热阻，0.11m2.K/W； R1为水泥砂浆层热阻，0.02/0.81=0.0215 m2.K/W； R2为加气混凝土砌块层热阻，0.2/（0.20*1.25）=0.80 m2.K/W； R3为保温板层热阻，0.06/（0.05*1.05）=1.1429 m2.K/W； R4为抗裂砂浆层热阻，0.005/0.93=0.005 m2.K/W；
导热高分子影响热导率因素(精)
导热高分子 影响热导率的因素 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日
1.影响热导率的因素 1.1树脂基体 虽然有聚乙炔、聚亚苯基硫醚、聚噻吩等本征型导电、导热高分子材料，但绝大多数高分子材料本身属于绝热材料。赋予其优异的导热性的主要途径是通过共混(如机械共混、熔体共混或溶液共混等)的方法在高分子材料中填充导热性能好的填料，从而得到导热性能优良、价格低廉、易加工成型的导热高分子材料。表1是一些材料的热导率： 1.2导热填料 1.2.1填料的种类及填充量 填料主要包括金属填料和非金属填料。填料的种类不同，其导热机理、热导率及适用范围也不同。一般来说，在特定条件下，填充量越大，导热效果越好
1.2.2.填料的尺寸 填料填充复合材料的热导率随粒径增大而增加，在填充量相同时，大粒径填料填充所得到的复合材料热导率均比小粒径填料填充的要高。但是，导热填料经过超细微化处理可以有效提高其自身的导热性能;譬如在丁苯橡胶中分别添加纳米氧化铝或微米氧化铝，在相同填充量下，发现纳米氧化铝填充丁苯橡胶的热导率和物理力学性能均优于微米氧化铝填充的丁苯橡胶，且丁苯橡胶的热导率随着氧化铝填充量的增加而增大。 1.2.3.填料的形状 分散于树脂基体中的填料可以是粒状、片状、球形、纤维等形状，填料的外形直接影响其在高分子材料中的分散及热导率。在相同的情况下，热导率最低的是粉状，其次是纤维，最高的则是以晶须形态填加的复合材料。 1.2.4.基体与填料的界面 导热高分子复合材料是由导热填料和聚合物基体复合而成的多相体系，在热量传递(即晶格振动传递)过程中，必然要经过许多基体一填料界面，因此界面间的结合强度也直接影响整个复合材料体系的热导率。 基体和填料界面的结合强度与填料的表面处理有大关系，取决于颗粒表面易湿润的程度。这是因为为填料表面润湿程度影响填料与基体的粘结程度、基体与填料界面的热障、填料的均匀分散、填料的加入量等一些直接影响体系热导率的因素。增加界面结合强度能提高复合材料的热导率。表面处理剂的加入既可以改善填料的分散能力，又可以减少硅橡胶受外力作用时填料粒子与基体间产生的空隙，减少应力集中导致的基体破坏。 表面处理剂对热导率的影响应该是“桥联”和“包覆”共同作用的结果。一方面，其“桥联”作用改善了填料与基体的界面相容性，减少了界面缺陷及可能
管道总传热系数计算18
1管道总传热系数 管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。在热油管道稳态运行方案的工艺计算中，温降和压降的计算至关重要，而管道总传热系数是影响温降计算的关键因素，同时它也通过温降影响压降的计算结果。1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量，它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡 层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式： （1-1）1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+???? ?????=+++????????∑式中：——总传热系数，W /(m 2·℃)；K ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于e D 无保温埋地管路可取沥青层外径）；——管道内直径，m ；n D ——管道最外层直径，m ；w D ——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)；1α ——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m 2·℃)；2α ——第层相应的导热系数，W/(m·℃)；i λi ，——管道第层的内外直径，m ，其中；i D 1i D +i 1,2,3...i n =——结蜡后的管内径，m 。L D 为计算总传热系数，需分别计算内部放热系数、自管壁至管道最外径K 1α的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数。 2α（1）内部放热系数的确定1α放热强度决定于原油的物理性质及流动状态，可用与放热准数、自然1αu N 对流准数和流体物理性质准数间的数学关系式来表示[47]。r G r P 在层流状态（Re<2000），当时：500Pr
隔热保温材料导热系数影响因素
影响导热材料导热系数 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，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。 十：真空热传导的方式有三种：对流、传导和辐射。其中对流方式导热为最重要的。通过真空阻绝了对流导热系数就大大的降低了，原理就像是热水瓶一样。而作为骨架的填充材料可能会通过传导方式导热，所以采用导热系数低的玻璃纤维做骨架。外表加上铝膜包装袋对辐射进行阻隔。所以这种材料是导热系数最小的。
传热系数计算
传热系数计算 散热器是一种热交换器～其热工计算的基本公式为传热方程式～其表达式为: Ф=KAΔt ,6,1, m Ф为传热量单位:W 2K为传热系数单位:W/(m〃?) A 为传热面积单位:? Δt为冷热流体间的对数平均温差单位:? m,,,从《车辆冷却传热》上可知～以散热器空气侧表面为计算基础～散热器传热系数 计算公式为: -1K=(β/h+(β×λ) +(1/η×h)+ R) ,6,2, 1管02f 式中:β为肋化系数～其等于空气侧所有表面积之和/水侧换热面积 2h为水侧表面传热系数单位:W/(m〃?) 12h为空气侧表面传热系数单位:W/(m〃?)2 2λ为散热管材料导热系数单位:W/(m〃?) 管2R为散热器水侧和空气侧的总热阻单位:,m〃?),W f η为肋壁总效率～其表达式为: 0 η=1,(×,1,η,),A ,6,3, f20 A为空气侧二次换热面积～单位:? 22 A为空气侧所有表面积之和～单位:? 2 η为肋片效率 f η,th(m×h)/ (m×h) ,6,4, fff th为双曲线函数 h为散热带的特性尺寸～即散热管一侧的肋片高度 f m为散热带参数～表达式为: 0.5 m=((2×h)/(δ×λ)),6,5, 2222h为空气侧传热系数单位:W/(m〃?) 2 δ为散热带壁厚单位:m 22λ为散热带材料导热系数单位:W/(m〃?) 2
从《传热学》上可知～表面传热系数h的公式为: 2 h= Nu×/de 单位:W/(m 〃?) ,6,6, λ为流体的热导率～对散热器～即为空气热导率 de为换热面的特性尺度～对散热器～求气侧换热系数时～因空气外 掠散热管～故特性尺度为散热管外壁的当量直径, 单位m [2]由《传热学》中外掠管束换热实验知,流体横掠管束时～对其第一排管子来说～换热情况与横掠但管相仿。 Nu=C×Re (6,7) m[3]式中C、为常数～数值见《传热学》表5.2 Re=Va×de/νa ,6,8, Va 为空气流速单位m/s 2νa为空气运动粘度单位m/s
导热系数的影响因素
导热系数的影响因素 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%，材料吸湿后湿分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（单位容积内物体的重量） 容重是材料气孔率的直接反映，由于气相的导热系数 ．．．．． ．．固相导热系 ．．．．．．．通常均 ．．．小于 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，增大气孔率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 时要好 的要好 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。 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，因为氦气和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。
导热系数对热传导的影响
导热系数对热传导的影响
焦雯 黄海明
（北京交通大学工程力学研究所，100044）
摘要：导热 系数是 材料热物 性参数之 一，其 参数值的 准确性 有着重要 的理论 和使 用价值。本文通过把导热系数取为近似的常数和接近的函数进行数值计算，得到物体表 面和内部的温度变化规律，经对比分析可知：在两种情况下，物体表面和内部的温度变 化速率有很大的不同，随时间的推移，表面的温度趋于一致，而内部的温度分布呈现明 显的差异性。 关键词：导热系数，数值计算，温度
一、引言
导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关，其参数值的准 [1 -3] 确性有着重要的工程意义，却鲜见有相关的文献报告 。本文利用经典的傅里 叶（Fourier）导热定律，并考虑热辐射现象，定性地给出了导热系数对热传导的影 响。
二、数学模型及其离散化
以某种材料为例，其影响导热系数 K 的主要因素为温度，表达式为：
(1) [4] 一维热传导离散方程 为： =
(3)
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初始条件：
(4) 边界条件：
(5)
(6)
温度。
三、结论
图 1 受热表面温度随时间变化图
图 2 背面温度随时间变化图
图 3 K 为定值时内部温度分布图
图 4 K 为函数时内部温度分布图
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本文通过把导热系数取为近似的常数和接近的函数作对比分析，可以得到如下 结论：在两种情况下，物体表面和内部的温度变化速率有很大的不同，随时间的推 移，表面的温度趋于一致，而内部的温度分布呈现明显的差异性，当 K 为常数时， 温度分布曲线较为平滑，热传导表现平稳；而 K 为函数时，由于 K 随温度的变化而 变化，则受热区域升温较快，背面传热较慢。
参
1 2 3 4
考
文
献
张洪济.热传导[M].北京:高等教育出版社,1992,10 陈则韶,葛新石,顾毓沁.量热技术和热物性测定[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1990,10 王补宣.工程传热传质学[M].北京:科学出版社,2002 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社,1998
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换热器的传热系数K汇总
介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是： 1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃ 饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。 水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水 850～1700 水气体 17～280 水有机溶剂 280～850 水轻油 340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝 455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在
800~2200W/m2·℃范围内。 列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。 螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。 板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)
管道总传热系数计算
1管道总传热系数 管道总传热系数就是热油管道设计与运行管理中得重要参数。在热油管道稳态运行方案得工艺计算中，温降与压降得计算至关重要，而管道总传热系数就是影响温降计算得关键因素，同时它也通过温降影响压降得计算结果。 1、1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值 管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递得热量，它表示油流至周围介质散热得强弱。当考虑结蜡层得热阻对管道散热得影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式： 1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D a a l l -+轾骣犏琪桫犏=+++犏犏犏臌? （1-1） 式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)； e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径得平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）； n D ——管道内直径，m ； w D ——管道最外层直径，m ； 1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)； 2α——管外壁与周围介质得放热系数，W/(m 2·℃)； i λ——第i 层相应得导热系数，W/(m·℃)； i D ，1i D +——管道第i 层得内外直径，m ，其中1,2,3...i n =； L D ——结蜡后得管内径，m 。 为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径得 导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境得放热系数2α。（1）内部放热系数1α得确定 放热强度决定于原油得物理性质及流动状态，可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 与流体物理性质准数r P 间得数学关系式来表示[47]。在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr 导热系数 六．思考题 1．导热系数的物理意义是什么？ 导热系数是反映材料导热性能的重要参数之一，其值等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时,在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是()k m w ??开米瓦。 2．实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数？ 3．测λ要满足哪些条件？在实验中又如何保证？ a. 2010θθ?要处于稳态，即这两个温度在十分钟内保持不变，并且2010θθ>。（10θ人为手动控制在mV mV 03.050.3±）。 b. 测量20θ附近的冷却速率。 4．试述稳态发测不良导体导热系数的基本原理。 通过当达到稳态时待测样品的传热率和散热盘向侧面和下面的散热率相同的原理推导得出。 5．讨论本实验误差因素，并说明测量导热系数可能偏小的原因。 a. 样品表面老化，影响传热。 b. 加热板、样品、散热板之间有缝隙，影响传热。 c. 热电偶热端与发热盘和散热盘接触不良，应沾些硅油插入小孔内部，等等。 6．测冷却速率时，为什么要在稳态度20θ附近选值？ a. 当散热板处在不同温度时，它的散热率不同，与本体温度、环境温度都有关。 b. 在实验中当系统处于稳态时，通过待测样品的传热率与散热盘向侧面和下面的散热率相同，所以测冷却速率要在稳态温度20θ附近。 7．本实验的热电偶测温度为什么不用定标就能代入公式记标？能否不用数字电压表而用其他电表仪器来测热电偶电压值代入公式求导热系数而不影响结果？举例说明。 在所测温度范围内，直流数字电压表测得的电动势与待测温度成线性关系，即αθ=E ,那么()201020102010θθθαθαθθα-?--?=-?E E E ，所以不用定标就可以代入公 式。 可以才采用与电阻串联的电流表或灵敏电流计，因为()()2010201020102010θθθ-?=-?=-?=-?I I I R E R E R E E E E 导热系数方法简介 摘要： 本文主要介绍了两种测试导热系数的方法，稳态热流法和激光闪光法，着重叙述了激光闪光法测试耐火材料的实验流程。 关键词： ASTM E1461，导热系数，ATSTM D5470，热阻，闪光法，耐火材料 1. 导热系数定义 导热系数：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k表示，单位为瓦/（米·度），w/（m·k）（W/m·K,此处的K可用℃代替）。 热阻：指热量在热流路径上传递时遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了1W的热量在1m2的面积内所引起的温升大小。 2. 测试方法简述 激光闪光法测试原理（ASTM E1461）简介 激光闪光法测量材料导热系数的原理是根据导热系数K与热扩散系数a、比热容cp 和体积密度p三者之间的关系, 如下面给你给出, 首先测出试样的体积密度p, 然后分别或者同时测量出材料的热扩散系数A和比热容cp , 则可计算出材料的导热系数。 激光闪光法的物理模型是, 如果能量为Q 的激光脉冲被一圆片状试样( 厚度为L ) 的正面吸收, 同时试样及激光脉冲应满足以下条件: 1热量在试样内是一维热流; 2试样表面没有热损失; 3激光脉冲能量被试样正面均匀吸收; 4激光脉冲宽度足够小; 5激光脉冲能量的吸收仅在正面很小的厚度内发生; 6试样是均匀不透光的; 7试验条件下, 温度保持恒定。 当测试过程满足以上条件时, 那么在试样内热量的传输可认为是一维热流。因此, 由激光脉冲瞬间辐射而引起背面( x= L ) 的温度变化及分布可用简化的数学方法进行描述和计算。 稳态热流法测试原理（ASTM D5470）简介 稳态热流法是美国材料测试协会制定的热导率测试标准方法（ASTM D5470）。稳态热流法是基于测试厚度均匀试样的两平行等温界面中的理想热传导性能。在试样两面间施加不同的温度，使得试样上下两面间形成温度梯度，促使热流量全部垂直穿过试样并且没有侧面的热扩散。本方法测试原理如图下图。 当只有一种厚度的试样，且接触热阻非常小，约为总热阻的1%，可以用厚度除以试样热阻得出导热系数。 3.激光闪光法测试耐火材料的流程 激光导热仪是以测量热扩散系数(导温系数) 为主的仪器, 而热扩散系数的测量是一种绝对的测量方法，不需要校正。 激光闪光法测试耐火材料导热系数的过程主要包括试样制备及尺寸控制、试样预处理、试样安装与测定、数据处理几个步骤。 Determination of linear thermal transmittance of VIP by measurement in a Guarded Hot-Plate- (GHP) or a Heat-Flow Meter (HFM) apparatus Introduction: FIW München FIW München ?Organized in 4 divisions ?Insulation for Buildings ?Technical Insulation ?Research and Development ?Certification ?Certification, Consulting, Assessment, Information and Training ?Reseach on thermal- and moisture protection of materials, components and buildings ?Testing, surveillance, measurement and simulation of hygrothermal properties ? Expert monitoring for development and market entry of new products 120 members of association ?Manufacturers of insulating materials ?Manufacturers of building materials ?Manufacturers of building components and systems ?Insulating Organizations, Reseach- and testing institutes ?Building experts www.fiw-muenchen.de思考题4-导热系数
导热系数
影响真空绝热板导热系数的因素