各物質的導熱系數表 導熱系數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,°C),在1秒內,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)。 我國國家標準把導熱系數較低的材料稱為保溫材料(國家標準規定:凡平均溫度不高于350℃時導熱系數不大于0.12W/(m·K)的材料稱為保溫材料),而把導熱系數在0.05瓦/米攝氏度以下的材料稱為高效保溫材料。 導熱系數高的物質有優良的導熱性能。在熱流密度和厚度相同時,物質高溫側壁面與低溫側壁面間的溫度差,隨導熱系數增大而減小。鍋爐爐管在未結水垢時,由于鋼的導熱系數高,鋼管的內外壁溫差不大。而鋼管內壁溫度又與管中水溫接近,因此,管壁溫差(內外壁溫度平均值)不會很高。但當爐管內壁結水垢時,由于水垢的導熱系數很小,水垢內外側溫差隨水垢厚度增大而迅速增大,從而把管壁金屬溫度迅速抬高。當水垢厚度達到相當大(一般為1~3毫米)后,會使爐管管壁溫度超過允許值,造成爐管過熱損壞。 對鍋爐爐墻及管道的保溫材料來講,則要求導熱系數越低越好。一般常把導熱系數小于0.2mW/(㎡·K)。的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。 各物質的導熱系數表 一、固體的導熱系數 在所有固體中,金屬是的導熱體。純金屬的導熱系數一般隨溫度升高而降低。而金屬的純度對導熱系數影響很大,如含碳為1%的普通碳鋼的導熱系數為45W/m ·K ,不銹鋼的導熱系數僅為16 W/m ·K 。 常用固體材料的導熱系數如下: 固體 | 溫度,℃ | 導熱系數λ,W/m·K | 鋁 | 300 | 230 | 鎘 | 18 | 94 | 銅 | 100 | 377 | 熟鐵 | 18 | 61 | 鑄鐵 | 53 | 48 | 鉛 | 100 | 33 | 鎳 | 100 | 57 | 銀 | 100 | 412 | 鋼(1%C) | 18 | 45 | 船舶用金屬 | 30 | 113 | 青銅 | | 189 | 不銹鋼 | 20 | 16 | 石墨 | 0 | 151 | 石棉板 | 50 | 0.17 | 石棉 | 0~100 | 0.15 | 混凝土 | 0~100 | 1.28 | 耐火磚 | | 1.04 | 保溫磚 | 0~100 | 0.12~0.21 | 建筑磚 | 20 | 0.69 | 絨毛毯 | 0~100 | 0.047 | 棉毛 | 30 | 0.050 | 玻璃 | 30 | 1.09 | 云母 | 50 | 0.43 | 硬橡皮 | 0 | 0.15 | 鋸屑 | 20 | 0.052 | 軟木 | 30 | 0.043 | 玻璃毛 | -- | 0.041 | 85%氧化鎂 | -- | 0.070 | [1]TDD(巖棉)保溫一體板 | 70 | 0.040 | TDD(XPS板)保溫一體板 | 25 | 0.028 | TDD(真空絕熱)保溫一體板 | 25 | 0.006 | TDD真空絕熱保溫板 | 25 | 0.006 | ABS | -- | 0.25 | 二、液體的導熱系數 液體分成金屬液體和非液體兩類,前者導熱系數較高,后者較低。在非金屬液體中,水的導熱系數,除去水和甘油外,絕大多數液體的導熱系數隨溫度升高而略有減小。一般來說,溶液的導熱系數低于純液體的導熱系數。表2列出了幾種液體的導熱系數值。 表 2 液體的導熱系數 液體 | | 溫度,℃ | 導熱系數λ,W/m·K | 醋酸 | 50% | 20 | 0.35 | 丙酮 | | 30 | 0.17 | 苯胺 | | 0~20 | 0.17 | 苯 | | 30 | 0.16 | 氯化鈣鹽水 | 30% | 30 | 0.55 | 乙醇 | 80% | 20 | 0.24 | 甘油 | 60% | 20 | 0.38 | 甘油 | 40% | 20 | 0.45 | 正庚烷 | | 30 | 0.14 | 水銀 | | 28 | 8.36 | 硫酸 | 90% | 30 | 0.36 | 硫酸 | 60% | 30 | 0.43 | 水 | | 30 | 0.62 | 三、氣體的導熱系數 氣體的導熱系數隨溫度升高而增大。在通常的壓力范圍內,其導熱系數隨壓力變化很小,只有在壓力大于196200kN/m 2 ,或壓力小于2.67 kN/m 2 (20mmHg) 時,導熱系數才隨壓力的增加而加大。故工程計算中常可忽略壓力對氣體導熱系數的影響。 氣體的導熱系數很小,故對導熱不利,但對保溫有利。常見的幾種氣體的導熱系數值見表3 。 表 3 氣體的導熱系數 氣體 | 溫度,℃ | 導熱系數λ,W/m·K | 氫 | 0 | 0.17 | 二氧化碳 | 0 | 0.015 | 空氣 | 0 | 0.024 | 空氣 | 100 | 0.031 | 甲烷 | 0 | 0.029 | 水蒸汽 | 100 | 0.025 | 氮 | 0 | 0.024 | 乙烯 | 0 | 0.017 | 氧 | 0 | 0.024 | 乙烷 | 0 | 0.018 |
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