传热学多媒体教学辅助系统（赵镇南）2.2 物质的导热特性.pptVIP

第二章 2.2节 （11） * 2.2 物质的导热特性 材料的热物性分成两大类：一类是热力学性质，第二类是输运性质。 导热系数的定义由傅里叶定律给出： 导热系数在数值上等于单位温度降度（即1 ℃/m）下，在垂直于热流密度的单位面积上所传导的热流量，单位为W/(m·K)。 第二章 2.2节 （11） * 2.2.1 固体：金属与保温材料 固体中的热量传递是自由电子的迁移和晶格振动两种作用相叠加的结果。 合金的导热系数一般比纯金属低。 金属材料导热系数的排列顺序与电导率完全相同。 金属的导热系数一般随温度升高呈下降趋势。 第二章 2.2节 （11） * 第二章 2.2节 （11） * 保温材料 : 平均温度在350 ℃ 以下时导热系数低于0.12 W/(m?K) 的材料。 第二章 2.2节 （11） * 保温材料的特点是它们经常呈多孔状，或者具有纤维结构。 其热量传递是三种传热机理联合作用的综合过程，用表观导热系数来衡量其综合传递热量的能力。 第二章 2.2节 （11） * 宇宙服用柔性高效隔热材料制成，几十层带金属镀层的涤纶薄膜和聚酰亚胺薄膜、低导热率隔片交替排列，并将层间抽成高真空. 低温下沿厚度方向的表观导热系数可以低到（0.1～0.5）×10－4 W/(m?K) 。 第三代陶瓷防热瓦由高纯度超细氧化硅纤维和氧化铝纤维组成，纤维的直径为1～3 ?m，使用温度可以达到1 427 ℃以上。 开发多层复合真空隔热系统: 第二章 2.2节 （11） * 影响材料导热系数最主要的因素是温度，还有密度、压力、湿度等。 绝大多数材料的导热系数都可以近似表示为温度的线性函数形式，即: ?＝?0(1 + bt) 在实际工程应用中各种保温材料的导热系数也经常被表示成: 第二章 2.2节 （11） * 2.2.2 液体 迄今为止，对液体的导热机理仍不很清楚。 液体导热系数大致在 0.07～0.7 W/(m?K) 的范围。 主要依靠弹性波的传递作用。 多数液体的导热系数随温度升高而降低，但水例外。 液态金属和电解液是一类特殊的液体。 第二章 2.2节 （11） * 2.2.3 气体 气体导热靠分子热运动时的相互碰撞。 所有气体的导热系数均随温度升高而增大。 氢和氦的导热系数比其他气体高得多。 混合气体或液体的导热系数的预测和计算始终是一个难题。一般说，混合物的导热系数不能用简单的加和法则来计算。 第二章 2.2节 （11） * 2.2.4 各向异性 自然界的一些材料，像木材、石墨、晶体以及动植物的肌肉、纤维组织等表现出不同程度的各向异性性质。 近几十年来在宇航、核能、超低温以及生物医学工程等高新技术领域里涌现出各种人造复合材料。 一些用各向同性材料做成的零部件也呈现出各向异性的性质。 第二章 2.2节 （11） * 傅里叶定律对各向异性材料不适用 物体内指定位置沿各坐标轴的导热系数不同，该点的热流密度矢量不再和当地温度降度在同一个方向上。 导热系数是随方向变化的矢量。 热流密度不再保持与等温面相垂直。 下一节