如何测试材料传热系数和导热系数和传热系数

导热系数、传热系数(热阻值R、导热系数λ、修正系数、厚度---节能计算)概念及热工计算方法
&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,℃),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/m&K,此处的K可用℃代替)。
传热系数:  传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,℃),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米&度(W/㎡&K,此处K可用℃代替)。
(节能)热工计算:1、围护结构热阻的计算
  单层结构热阻:
  式中: δ—材料层厚度(m)
   λ—材料导热系数[W/(m.k)]
  多层结构热阻:
   R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn
  式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w)
   δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m)
   λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)]
2、围护结构的传热阻
   R0=Ri+R+Re
  式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11)
   Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04)
   R —围护结构热阻(m.k/w)
3、围护结构传热系数计算
   K=1/ R0
  式中: R0—围护结构传热阻
 外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算
  Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)
   Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)]
   Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]
   Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/(m.k)]
   Fp—外墙主体部位的面积
   Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积
4、单一材料热工计算运算式
  ①厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)]
&&& ②热阻值R(m.k/w)
= 1 / 传热系数K [W/(㎡&K)]
&&& ③厚度δ(m) =
导热系数λ[W/(m.k)] / 传热系数K [W/(㎡&K)]
5、围护结构设计厚度的计算
  厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)] *修正系数
R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高,材料的阻热和隔热性能越高。
结构热桥&产生的原因
&由于在建筑物围护结构中包含金属、钢筋混凝土或混凝土的梁、柱、肋等部位,而钢筋的导热系数为混凝土的120倍,混凝土的导热系数为发泡聚苯乙烯板的40倍。在室内外温差的作用下,导热系数大的材料会形成热流密集(称为热桥)。
采用外墙内保温不能避免热桥的产生,且外墙内保温的墙面上难以吊挂物件,影响用户的二次装修。而采用外墙外保温技术(即外墙外保温涂料)具有阻断热桥的作用。外保温涂料处于建筑物围护结构的最外层,能够形成一个封闭的保温涂层体系,采用高效保温材料后,能够有效地切断纵墙、柱、楼板和梁等部位产生的结构性热桥。如果将窗、门口侧面及外部连接件做好相应的保温处理,整幢建筑物的围护结构就形成全封闭的保温体系,达到全面降低建筑物能耗的目的。
原因  热桥往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多、保温性能差得多所致,在围护结构中这是一种十分常见的现象。如砌在砖墙或加气混凝土墙内的金属,混凝土或钢筋混凝土的梁、柱、板和肋,预制保温中的肋条,夹心保温墙中为拉结内外两片墙体设置的金属联结件,外保温墙体中为固定保温板加设的金属锚固件,内保温层中设置的龙骨,挑出的阳台板与主体结构的连接部位,保温门窗中的门窗框特别是金属门窗框等等。
  寒冷季节外墙角部散热面积比吸热面积为大,墙角内空气流动速度较慢,接受室内热量比邻近的平直部位为少,也是热流密集、内表面温度较低的热桥部位。
  热桥可以通过热工计算、模拟测试或者实测得出定量的结果。现在已有一些计算机模拟软件,可以显现出在不同条件下热桥部位的温度与热流状况。
  由于热桥部位内表面温度较低,寒冬期间,该处温度低于露点温度时,水蒸气就会凝结在其表面上,形成结露。此后,空气中的灰尘容易沾上,逐渐变黑,从而长菌发霉。热桥严重的部位,在寒冬时甚至会淌水,对生活和健康影响很大。
  加强保温是处理热桥的有效办法。采用外墙内保温可以提高外墙内表面温度,但外墙与隔墙、外墙与楼板等连接处的热桥比较明显。内保温越好,经由热桥散失热量所占的比例就越大。采用外保温则由于保温层覆盖住整个外墙面,有利于避免热桥的产生,但对于门窗口四周侧壁也应注意妥善保温,避免此处热量过多散失。至于铝窗框的热桥问题,可以通过在窗框内设置断热条的方法解决。
U值的意义则与之相反。U值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低,表示热传导量就越低,材料的隔热效果就越好。
基本材料的热导率&
所有的建筑材料都有各自的热导率,热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下,单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米·开尔文)。
材料的热导率越低,代表产品的隔热性能越好。岩棉是最理想的隔热材料之一,其热导率很低,因而产品隔热效果良好。
材料的热导率(用K或λ表达),有不同的标准,比如欧盟标准(EN),美国标准(ASTM)以及其他国际或地方标准。利用K值可以衡量材料或的热阻值(R值)和热导系数(U值)。
R值(热阻值)
热阻值(R值)与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是,在热导率恒定的前提下,材料厚度越高,热阻值也越高。
R& 表示热阻值
d& 表示材料厚度(单位米)
k& 表示热导率
材料的热阻值(R值)会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头,这些材料的热阻性能不是很好。
采用特殊材料进行隔热处理,效果非常良好。采用岩棉隔热,同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍,同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示,采用隔热材料改善能效是最可行的方法。
U值(热导系数)
建筑物的热导系数(U值)表示在稳定传热条件下,单位面积的建筑截面材料,两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米2·开尔文)。
U = 1 / Rt
其中Rt代表材料总的热阻值:
Rt = Ro + d1 / k1 + d2 / k2 + ........... dn / kn + Ri
在该等式中:
Ro 代表外表面的空气薄层热阻& 单位 (m2K/W)
Ri 代表内表面的空气薄层热阻 &&单位
k 代表基本材料的热导率 单位 (W/mK)
d 代表基本材料的厚度& 单位(米)
建筑材料的U值越低,代表抗热性越好。
空气薄层的热阻&
物体间的热传递会通过空气进行,由此我们可以知道,物体表面空气薄层的流动性会影响热量传导。空气流动性会对热传递产生阻碍,导致热量在传导过程中温度降低。
空气薄层热阻受风速影响,因此不同环境下的空气薄层热阻值不同,其表达如下:&
Ro 代表外表面空气薄层热阻(空气流动状态)
Ri 代表内表面空气薄层热阻(空气静止状态)
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以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。主题:【讨论】DSC如何测试材料的导热系数
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ID:bluesnow
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发表于: 12:26:53
从一些资料上看,dsc可以通过测比热,然后再通过计算得到材料的导热系数,但资料上未有详细说明,不知道哪位专家有这方面的资料,或是了解这方面的给以指教,多谢!
Last edit by hhy78
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ID:jenny09
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没听说。只知道可以测比热
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ID:free365
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原文由 bluesnow 发表:从一些资料上看,dsc可以通过测比热,然后再通过计算得到材料的导热系数,但资料上未有详细说明,不知道哪位专家有这方面的资料,或是了解这方面的给以指教,多谢!要用MDSC
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ID:birdlover
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常规DSC没有办法测定的原文由 bluesnow 发表:从一些资料上看,dsc可以通过测比热,然后再通过计算得到材料的导热系数,但资料上未有详细说明,不知道哪位专家有这方面的资料,或是了解这方面的给以指教,多谢!
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ID:bluesnow
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谢谢!那请问用MDSC测导热其准确度和精确度怎样?具体的测试方法如何,是否要安装相应的软件才可以测定?对了,我们这有耐驰公司的 CC200F1型DSC,不知道可以测否?
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ID:free365
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原文由 bluesnow 发表:谢谢!那请问用MDSC测导热其准确度和精确度怎样?具体的测试方法如何,是否要安装相应的软件才可以测定?对了,我们这有耐驰公司的 CC200F1型DSC,不知道可以测否?听说很难做好,我自己也没做过。是要安装相应的软件才能适用该功能,但耐驰好像只有204F1才有温度调制吧?
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ID:linhonglu
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比热用传统DSC没问题,做导热系数要用MDSC,好像只有TA有这个技术
houxg_1216
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ID:houxg_1216
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导热系数测定有专门的仪器,需要测比热通过比热计算导热系数,很简单,一般软件自带分析过程,建议你参加一下厂家做的免费培训,一般都会讲到。
dengyikang1980
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ID:dengyikang1980
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DSC不能测导热系数的,MDSC可以测比热值。导热系数有专门的仪器测试,耐驰公司的有LFA447 LAF457等型号,是激光导热仪,也有热流法和热线法测的,激光导热仪测导热系数不是太准确,是因为这台仪器是通过比较法测的比热值,所以可以通过DSC或者MDSC测的准确的比热值,然后导入到导热仪中,这样就可以了,激光导热仪测热扩散系数很准。
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ID:lunsey
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DSC测比热是比较成熟的,但导热系数没怎么发展起来,因为测试非常麻烦,而且精确度也稍差一些。我曾经看过一篇文章是国外一所大学研究导热的,记得用的是PE的步进扫描。
xiangmu2009
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ID:xiangmu2009
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