导热系数又叫热导率,是物质的一种物性参数,它表示物资传导热能力的大小,其数值就是单位温度梯度作用下,物体内所允许的热流密度值。
各种不同的物质导热系数是不同的,即使对于同一种物资,其导热系数也是随着物资的结构(密度、孔隙度)、温度、压力和湿度而改变。各种物资的导热系数都是用实验方法测定的。
各种物质中金属的导热系数最大,纯金属中加入任何杂质,导热系数便迅速降低。高碳钢的导热系数比软钢低,高合金钢的导热系数则更低。
耐火材料和绝热材料的导热系数一般都比较小,λ0DE 数值在0.023-2.91W/(m.℃)的范围内,因为导热系数低,炉内通过砌体传导的热损失最小。小于0.23W/(m.℃)的材料用于热绝缘,所以又称绝热材料。只有少数情况下,需要耐火材料具有良好的导热性,例如马弗罩用的材料等。一般来说导热系数高的耐火材料,其抗热震稳定性也要更好。
气体的导热系数较固体小,一般在0.006-0.6W/(m.℃),例如空气在0℃时的导热系数为0.024W/(m.℃)。因此,固体材料中如果有大量气孔,则对材料的导热性能影响很大,多数筑炉的绝热材料具有很低的导热系数,其中有大量空隙是重要原因。又如金属板垛或板卷的加热比整块实体金属加热要慢,也是由于板与板之间有缝隙。
很多材料的导热系数都是随温度而变化的,变化的规律比较复杂。但在工程计算中为了应用方便,近似地认为导热系数与温度成直线关系,即λt=λ0+bt
式中λt----t℃时材料的导热系数;
λ0----0℃时材料的导热系数;
B----温度系数,视不同材料由实验确定。
几种耐火材料导热系数与温度的关系:
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