puhaaa熱力學(xué)(編輯修改稿)
2024-08-31 10:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 導(dǎo)熱系數(shù)反映物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小 。 根據(jù)傅里葉定律表達(dá)式 , 絕大多數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)值都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得 : Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上具有下述特點(diǎn) : (1) 對(duì)于同一種物質(zhì) , 固態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)值最大 ,氣態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)值最?。? (2)一般金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大于非金屬的熱導(dǎo)率 ； (3)導(dǎo)電性能好的金屬 , 其導(dǎo)熱性能也好 ； (4)純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大于它的合金 ； (5)對(duì)于各向異性物體 ,導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值與方向有關(guān) ； (6)對(duì)于同一種物質(zhì) , 晶體的導(dǎo)熱系數(shù)要大于非定形態(tài)物體的熱導(dǎo)率 。 導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值的影響因素較多 , 主要取決于物質(zhì)的種類(lèi) 、 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理狀態(tài) , 此外溫度 、 密度 、 濕度等因素對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)也有較大的影響 。 其中溫度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響尤為重要 。 Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 溫度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響： 一般地說(shuō) , 所有物質(zhì)的 導(dǎo)熱系數(shù) 都是溫度的函數(shù) ,不同物質(zhì)的熱導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律不同 。 純金屬的 導(dǎo)熱系數(shù) 隨溫度的升高而減小 。 一般合金和非金屬的導(dǎo)熱系數(shù) 隨溫度的升高而增大 。 Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 大多數(shù)液體 （ 水和甘油除外 ） 的 導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而減小 。 所有氣體的導(dǎo)熱系數(shù)均隨溫度升高而增大 。 Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 在工業(yè)和日常生活中常見(jiàn)的溫度范圍內(nèi) , 絕大多數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)可以近似地認(rèn)為隨溫度線性變化 , 表示為 ? ?0 1 bt???? ?0為按上式計(jì)算的 0℃ 下的熱導(dǎo)率值 ， 并非導(dǎo)熱系數(shù)的真實(shí)值 。 b為由實(shí)驗(yàn)確定的常數(shù) ， 其數(shù)值與物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān) 。 多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù) 絕大多數(shù)建筑材料和 保溫材料 （ 或稱 絕熱材料 ） 都具有多孔或纖維結(jié)構(gòu) (如磚 、 混凝土 、 石棉 、 爐渣等 ), 不是均勻介質(zhì) ,統(tǒng)稱 多孔材料 。 多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù)是指它的 表觀導(dǎo)熱系數(shù) , 或稱作 當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù) 。 Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 用于保溫或隔熱的材料 。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 溫度低于350℃ 時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)小于 W/(m?K)的材料稱為 保溫材料 。 保溫材料 （ 或稱 絕熱材料 ） ： 多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大 。 多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù)與密度和濕度有關(guān) 。 一般情況下密度和濕度愈大 ， 熱導(dǎo)率愈大 。 典型材料導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值范圍 純金屬 50415 W/mK 合金 12120 W/mK 非金屬固體 140 W/mK 液體 (非金屬 ) W/mK 絕熱材料 W/mK 氣體 W/mK Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 22 導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述 （ 數(shù)學(xué)模型 ） 1. 導(dǎo)熱微分方程式的導(dǎo)出 導(dǎo)熱微分方程式 +單值性條件 建立數(shù)學(xué)模型的目的：求解溫度場(chǎng) ? ?, , ,t f x y z ??依據(jù) ：能量守恒和傅里葉定律 。 假設(shè) ： 1） 物體由各向同性的連續(xù)介質(zhì)組成 ； 2） 有內(nèi)熱源 ， 強(qiáng)度為 ， 表示單位時(shí)間 、 單位體積內(nèi)的生成熱 ， 單位為 W/m3 。 V?導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型的組成： Department of Power Engineering, North China Electric Power University (Beijing 102206) 主講 杜小澤 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)歸華北電力大學(xué)（北京）動(dòng)力工程系所有 NCEPUBJ 導(dǎo)熱過(guò)程中微元體的熱平衡 ： 單位時(shí)間內(nèi) ， 凈導(dǎo)入微元體的熱流量 ??與微元體內(nèi)熱源的生成熱 ?V之和等于微元體熱力學(xué)能的增加 dU, 即 ?? + ?V = dU ?? = ?x + ?y + ?z ?x = ?x － ?x+dx = qx dydz － qx+dx dydz xxxqq
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