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導(dǎo)熱儀測(cè)量的熱導(dǎo)率是指材料直接傳導(dǎo)熱量的能力,或稱熱傳導(dǎo)率。熱導(dǎo)率定義為單位截面、長度的材料在單位溫差下和單位時(shí)間內(nèi)直接傳導(dǎo)的熱量。熱導(dǎo)率的單位為瓦米-1開爾文-1 。熱導(dǎo)率 ,其中是導(dǎo)熱體的橫截面積,是單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)的熱量, 是兩熱源間導(dǎo)熱體的厚度, 則是溫度差。
導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,°C),在1秒內(nèi),通過1平方米面積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/米·度,w/m·k(W/m·K,此處的K可用℃代替)。
影響導(dǎo)熱儀測(cè)量精度的原因會(huì)有很多,其中包括有不同物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)各不相同;相同物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)與其的結(jié)構(gòu)、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關(guān)。同一物質(zhì)的含水率低、溫度較低時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)較小。一般來說,固體的熱導(dǎo)率比液體的大,而液體的又要比氣體的大。這種差異很大程度上是由于這兩種狀態(tài)分子間距不同所導(dǎo)致的?,F(xiàn)在工程計(jì)算上用的系數(shù)值都是由專門試驗(yàn)測(cè)定出來的。
通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料(我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,凡平均溫度不高于350℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12W/(m·K)的材料稱為保溫材料),而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05 W/(m·K)以下的材料稱為保溫材料。導(dǎo)熱系數(shù)高的物質(zhì)有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。
在熱流密度和厚度相同時(shí),物質(zhì)高溫側(cè)壁面與低溫側(cè)壁面間的溫度差,隨導(dǎo)熱系數(shù)增大而減小。比如:鍋爐爐管在未結(jié)水垢時(shí),由于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)高,鋼管的內(nèi)外壁溫差不大。而鋼管內(nèi)壁溫度又與管中水溫接近,因此,管壁溫差(內(nèi)外壁溫度平均值)不會(huì)很高。但當(dāng)爐管內(nèi)壁結(jié)水垢時(shí),由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很小,水垢內(nèi)外側(cè)溫差隨水垢厚度增大而增大,從而把管壁金屬溫度迅速抬高。
當(dāng)水垢厚度達(dá)到相當(dāng)大(一般為1~3毫米)后,會(huì)使?fàn)t管管壁溫度超過允許值,造成爐管過熱損壞。對(duì)鍋爐爐墻及管道的保溫材料來講,則要求導(dǎo)熱系數(shù)越低越好。
一般常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.2W/(m·K)的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。