常见材料导热系数(史上最全版)(完整版)资料.doc
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1、常见材料导热系数(史上最全版)(完整版)资料(可以直接使用,可编辑 优秀版资料,欢迎下载)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
2、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/(mK)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
3、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13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
4、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=KAT/d,R=AT/QQ: 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
5、的曲线关系。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
6、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
7、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。 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,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/mK,此处
8、的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。导热率(热导率)是反映材料导热性能的物理量,它不仅是评价材料的热学特性的依据,而且是材料在应用时的一个设计依据,在加热器 、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。因为材料的热导率不仅随温度、压力变化,而且材料的杂质含量。结构变化都会明显影响热导率的数值,所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。内容。导热系
9、数单位换算千卡/米时 kcal/(mh )卡 / 厘米秒 cal/(cms )瓦 / 米 KW/(mK)焦耳 / 厘米秒 J/(cms )英热单位 / 英尺时 Btu/(fth )12.7810 -31.161.1610 -20.6723601418.74.1872420.85982.3910 -3110 -20.57885.980.239100157.81.494.1310 -31.731.7310 -21材料名称导热系数W/mK材料名称导热系数W/mK材料名称导热系数W/mK材料名称导热系数W/mK材料名称导热系数W/mKSi150ABS0.25空气0.010.04导热硅胶垫0.83SiO
10、27.6PA0.25水蒸汽0.023SIC490PC0.2水0.50.7GaAs46PMMA0.140.2硫酸5250.470.5GaP77PP0.210.26木材(纵向)0.38LTCC2PP+25玻纤0.25木材(横向)0.140.17AlN150软质PVC0.14普通粘土砖0.70.8Al2O3蓝宝石45硬质PVC0.17耐火砖1.06Kovar17.3PS0.08水泥沙0.91.28钻石2300LDPE0.33瓷砖1.99金317HDPE0.5石棉0.150.37银429橡胶0.190.26玄武岩2.18纯铝237PU0.25花岗岩2.63.6纯铜401纯硅胶0.35石蜡0.12纯锌1
11、12中密度硅胶0.17石油0.14纯钛14.63低密度硅胶0.12沥青0.7纯锡64玻璃0.51.0纸板0.060.14纯铅35玻璃钢0.40铸铁4290纯镍90泡沫0.045不锈钢17钢3654FR40.2铸铝138147黄铜70183环氧树脂0.22.2Al 6061160青铜32153Al 6063201Al 7075130常用材料的导热系数表用途材料名称密度(kg/m3)导热系数(W/m.K)窗框铜8900380硅合金铝2800160黄铜8400120铁780050不锈钢790017PVC13900.17硬木7000.18建筑构件软木5000.13UP树脂玻璃钢19000.4玻璃碳酸钙
12、玻璃25001.0有机玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂12000.2热断桥聚冼氨尼龙11500.256.6%尼龙,25%玻璃纤维14500.3高密度聚乙烯HD9800.5低密度聚乙烯LD9200.33固体聚丙烯9100.2225%玻纤聚丙烯12000.25聚亚氨脂树脂PU12000.25刚性PVC13900.17防雨氯丁橡胶PCP12400.23密封条三元乙丙EPDM11500.25纯硅胶12000.35柔性PVC12000.14聚脂马海毛0.14柔性橡胶泡末60-800.05密封剂刚性聚氨脂PU12000.25固体/热融异丁烯12000.24聚硫胶17000.4纯硅胶12000.35聚异
13、丁烯9300.2聚脂树脂14000.19硅胶干燥剂7200.13分子筛650-7500.1低密度硅胶泡末7500.12中密度硅胶泡末8200.17金属导热系数表(W/mK)热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mK。其中“W”指热功率单位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表:银 429铜 401金 317铝 237铁 80锡 67铅 34.8各种物质导热系数!material conductivity K (W/m.K)diamond 钻石 2300silver 银 429cooper 铜
14、401gold 金 317aluminum 铝 237各物质的导热系数物质 温度 导热系数 物质 温度 导热系数亚麻布 50 0.09 落叶松木 0 0.13木屑 50 0.05 普通松木 45 0.080.11海砂 20 0.03 杨木 100 0.1研碎软木 20 0.04 胶合板 0 0.125压缩软木 20 0.07 纤维素 0 0.46聚苯乙烯 100 0.08 丝 20 0.040.05硫化橡胶 50 0.220.29 炉渣 50 0.84镍铝锰合金 0 32.7 硬质胶 25 0.18青铜 30 32153 白桦木 30 0.15殷钢 30 11 橡木 20 0.17康铜 30
15、20.9 雪松 0 0.095黄铜 20 70183 柏木 20 0.1镍铬合金 20 12.3171 普通冕玻璃 20 1石棉 0 0.160.37 石英玻璃 4 1.46纸 12 0.060.13 燧石玻璃 32 0.795皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃 12.5 0.78矿渣棉 0 0.050.14 精制玻璃 12 0.9毡 0.04 汽油 12 0.11蜡 0.04 凡士林 12 0.184纸板 0.14 “天然气”油 12 0.14皮革 0.180.19 甘油 0 0.276冰 2.22 煤油 100 0.12新下的雪 0.1 蓖麻油 500 0.18填实了的雪 0.21 橄榄油
16、 0 0.165瓷 1.05 已烷 0 0.152石蜡油 0.123 二氯乙烷 0.147变压器油 0.128 90%硫酸 0.354石油 0.14 醋酸 18石蜡 0.12 硝基苯 0.159柴油机燃油 0.12 二硫化碳 0.144沥青 0.699 甲醇 0.207玄武岩 2.177 四氯化碳 0.106拌石水泥 1.5 三氯甲烷 0.121花岗石 2.683.35 氨气* 0.022丙铜 0.177 水蒸汽* 0.02350.025苯 0.139 重水蒸汽* 0.072水 0.54 空气* 0.024聚苯板 0.04 木工板重水 0.559 硫化氢* 0.013表2 窗体材料导热系数窗框
17、材料 钢材 铝合金 PVC PA 松木导热系数 58.2 203 0.16 0.23 0.17表 3 不同玻璃的传热系数玻璃类型 玻璃结构(m) 传热系数K-w/(m2-k)单层玻璃6.2双层中空玻璃 595 3.265125 3.11一层中空玻璃 59595 2.22- 5125125 2.08Lhw-E中空玻璃 5125 1.71附件3:工程复杂程度系数对照表(常用)公路、城市道路、轨道交通、索道工程复杂程度系数表 表3.1等级工程特征系数I级1三级、四级公路及相应的机电工程;2一级公路、二级公路的机电工程。0.85II级1一级公路、二级公路;2高速公路的机电工程;3城市道路、广场、停车场
18、工程。1.0III级1高速公路工程;2城市地铁、轻轨;3客(货)运索道工程。1.15注: 穿越山岭重丘区的复杂程度、公路桥梁、城市桥梁和隧道工程复杂程度系数表 表3.2等级工程特征系数I级1总长1000m 或单孔跨径150 m的公路桥梁;2长度1000m的隧道工程;3人行天桥、涵洞工程。0.85II级1总长1000m或150 m单孔跨径250 m的公路桥梁;21000m长度3000 m的隧道工程;3城市桥梁、分离式立交桥、地下通。道工程。1.0III级1主跨250m拱桥,单跨250m预应力混凝土连续结构,400m斜拉桥,800m悬索桥;2连拱隧道、水底隧道、长度3000 m的隧道工程;3城市互
19、通式立交桥。1.15建筑、人防工程复杂程度系数表 表3.3等级工程特征系数I级1高度24m的公共建筑和住宅工程;2跨度24m厂房和仓储建筑工程;3室外工程及简单的配套用房;4.高度70m的高耸构筑物。0.85II级124m高度50m的公共建筑工程;224m跨度36m厂房和仓储建筑工程; 3高度24m的住宅工程;4仿古建筑,一般标准的古建筑、保护性建筑以及地下建筑工程;5装饰、装修工程;6防护级别为四级及以下的人防工程;770m高度120m的高耸构筑物。1.0III级1高度50m的公共建筑工程,或跨度36m的厂房和仓储建筑工程;2高标准的古建筑、保护性建筑;3防护级别为四级以上的人防工程;4高度
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