Температуропроводность - Thermal diffusivity
В теплопередача анализ, температуропроводность это теплопроводность деленное на плотность и удельная теплоемкость при постоянном давлении.[1] Он измеряет скорость передачи тепла материала от горячего конца к холодному. Он имеет Производная единица СИ из м² / с. Температуропроводность обычно обозначают α но а,час,κ,[2] K,[3] и D также используются. Формула:
куда
- является теплопроводность (Вт / (м · К))
- является удельная теплоемкость (Дж / (кг · К))
- является плотность (кг / м³)
Вместе, можно считать объемная теплоемкость (Дж / (м³ · К)).
Как видно из уравнение теплопроводности,[5]
- ,
один из способов увидеть коэффициент температуропроводности - это отношение производная по времени из температура к его кривизна, количественно определяя скорость, с которой «сглаживается» температурная вогнутость. В некотором смысле температуропроводность - это мера тепловая инерция.[6] В веществе с высоким коэффициентом температуропроводности тепло быстро движется через него, потому что вещество быстро проводит тепло относительно своей объемной теплоемкости или «тепловой массы».
Температуропроводность часто измеряют с помощью метод вспышки.[7][8] Он включает нагрев полосы или цилиндрического образца коротким импульсом энергии на одном конце и анализ изменения температуры (уменьшение амплитуды и фазового сдвига импульса) на небольшом расстоянии.[9][10]
Материал | Температуропроводность (мм² / с) | Ссылка |
---|---|---|
Пиролитический графит, параллельно слоям | 1220 | |
Углеродно-углеродный композит при 25 ° C | 216.5 | [12] |
Гелий (300 К, 1 атм) | 190 | [13] |
Серебро чистое (99,9%) | 165.63 | |
Водород (300 К, 1 атм) | 160 | [13] |
Золото | 127 | [14] |
Медь при 25 ° C | 111 | [12] |
Алюминий | 97 | [14] |
Кремний | 88 | [14] |
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) при 20 ° C | 74.2 | [15] |
Алюминиевый сплав 6061-T6 | 64 | [14] |
Молибден (99,95%) при 25 ° C | 54.3 | [16] |
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) при 20 ° C | 44.0 | [17] |
Банка | 40 | [14] |
Водяной пар (1 атм, 400 К) | 23.38 | |
Утюг | 23 | [14] |
Аргон (300 К, 1 атм) | 22 | [13] |
Азот (300 К, 1 атм) | 22 | [13] |
Воздух (300 К) | 19 | [14] |
Стали, AISI 1010 (0,1% углерода) | 18.8 | [18] |
Оксид алюминия (поликристаллический) | 12.0 | |
Стали, 1% углерода | 11.72 | |
Si3 N4 с CNT 26 ° С | 9.142 | [19] |
Si3 N4 без CNT 26 ° С | 8.605 | [19] |
Сталь нержавеющая 304A при 27 ° C | 4.2 | [14] |
Пиролитический графит, нормальный к слоям | 3.6 | |
Сталь, нержавеющая 310 при 25 ° C | 3.352 | [20] |
Инконель 600 при 25 ° C | 3.428 | [21] |
Кварцевый | 1.4 | [14] |
Песчаник | 1.15 | |
Лед при 0 ° C | 1.02 | |
Диоксид кремния (поликристаллический) | 0.83 | [14] |
Кирпич обыкновенный | 0.52 | |
Стеклянное окно | 0.34 | |
Кирпич, саман | 0.27 | |
ПК (Поликарбонат) при 25 ° C | 0.144 | [22] |
Вода при 25 ° C | 0.143 | [22] |
PTFE (Политетрафторэтилен) при 25 ° C | 0.124 | [23] |
PP (Полипропилен) при 25 ° C | 0.096 | [22] |
Нейлон | 0.09 | |
Резинка | 0.089 - 0.13 | [3] |
Дерево (желтая сосна) | 0.082 | |
Парафин при 25 ° C | 0.081 | [22] |
ПВХ (Поливинил хлорид) | 0.08 | [14] |
Масло моторное (насыщенная жидкость, 100 ° C) | 0.0738 | |
Алкоголь | 0.07 | [14] |
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2009). CRC Справочник по химии и физике (90-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 2-65. ISBN 978-1-4200-9084-0.
- ^ Гладуэлл, Ричард Б. Хетнарски, М. Реза Эслами; под редакцией G.M.L. (2009). Термические напряжения - продвинутая теория и приложения (Online-Ausg. Ed.). Дордрехт: Springer, Нидерланды. п. 170. ISBN 978-1-4020-9247-3.
- ^ а б Unsworth, J .; Дуарте, Ф. Дж. (1979), "Рассеивание тепла в твердой сфере и теория Фурье", Являюсь. J. Phys., 47 (11): 891–893, Bibcode:1979AmJPh..47..981U, Дои:10.1119/1.11601
- ^ Лайтфут, Р. Байрон Берд, Уоррен Э. Стюарт, Эдвин Н. (1960). Транспортные явления. John Wiley and Sons, Inc. Ур. 8.1-7. ISBN 978-0-471-07392-5.
- ^ Карслав, Х.С.; Jaeger, J.C. (1959), Проводимость тепла в твердых телах (2-е изд.), Oxford University Press, ISBN 978-0-19-853368-9
- ^ Венканна, Б. (2010). Основы тепломассообмена. Нью-Дели: PHI Learning. п. 38. ISBN 978-81-203-4031-2. Получено 1 декабря 2011.
- ^ "NETZSCH-Gerätebau, Германия". Архивировано из оригинал на 2012-03-11. Получено 2012-03-12.
- ^ У. Дж. Паркер; Р.Дж. Дженкинс; C.P. Дворецкий; Г. Л. Эбботт (1961). «Метод определения теплопроводности, теплоемкости и теплопроводности». Журнал прикладной физики. 32 (9): 1679. Bibcode:1961JAP .... 32.1679P. Дои:10.1063/1.1728417.
- ^ J. Blumm; Дж. Опферманн (2002). «Усовершенствование математического моделирования импульсных измерений». Высокие температуры - высокое давление. 34 (5): 515. Дои:10,1068 / htjr061.
- ^ Термитус, М.-А. (Октябрь 2010 г.). "Новая поправка на размер пучка для измерения температуропроводности методом вспышки". In Gaal, Daniela S .; Гаал, Питер С. (ред.). Теплопроводность 30 / Тепловое расширение 18. 30-я Международная конференция по теплопроводности / 18-й Международный симпозиум по тепловому расширению. Ланкастер, Пенсильвания: Публикации DEStech. п. 217. ISBN 978-1-60595-015-0. Получено 1 декабря 2011.
- ^ Коричневый; Марко (1958). Введение в теплопередачу (3-е изд.). Макгроу-Хилл. и Эккерт; Дрейк (1959). Тепломассообмен. Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-89116-553-8. цитируется в Холман, Дж. П. (2002). Теплопередача (9-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-029639-8.
- ^ а б В. Казаленьо; П. Вавассори; М. Валле; М. Феррарис; М. Сальво; Пинцук Г. (2010). «Измерение тепловых свойств керамического / металлического соединения методом лазерной вспышки». Журнал ядерных материалов. 407 (2): 83. Bibcode:2010JNuM..407 ... 83C. Дои:10.1016 / j.jnucmat.2010.09.032.
- ^ а б c d Лиде, Дэвид Р., изд. (1992). Справочник CDC по химии и физике (71-е изд.). Бостон: Издательская компания по производству каучука. цитируется в Байерлейн, Ральф (1999). Теплофизика. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п.372. ISBN 978-0-521-59082-2. Получено 1 декабря 2011.
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л Джим Уилсон (август 2007 г.). «Данные о материалах». Цитировать журнал требует
| журнал =
(помощь) - ^ П. Хофер; Э. Кашниц (2011). «Температуропроводность алюминиевого сплава Al-10Si-Mn-Mg (Силафон 36) в твердом и жидком состояниях». Высокие температуры - высокое давление. 40 (3–4): 311.
- ^ А. Линдеманн; Дж. Блюм (2009). Измерение теплофизических свойств чистого молибдена.. 17-е Plansee Семинар. 3.
- ^ Э. Кашниц; М. Кюблбек (2008). «Температуропроводность алюминиевого сплава Al-5Mg-2Si-Mn (Магсимал-59) в твердом и жидком состояниях». Высокие температуры - высокое давление. 37 (3): 221.
- ^ Линхард, Джон Х. Линхард, Джон Х. (2019). Учебник по теплопередаче (5-е изд.). Дуврский паб. п. 715.
- ^ а б О. Кошор; А. Линдеманн; Ф. Давин; К. Балажи (2009). «Наблюдение теплофизических и трибологических свойств Si, армированного УНТ.3 N4". Ключевые инженерные материалы. 409: 354. Дои:10.4028 / www.scientific.net / KEM.409.354.
- ^ J. Blumm; А. Линдеманн; Б. Нидриг; Р. Кэмпбелл (2007). «Измерение выбранных теплофизических свойств эталонного материала, сертифицированного NPL, нержавеющей стали 310». Международный журнал теплофизики. 28 (2): 674. Bibcode:2007IJT .... 28..674B. Дои:10.1007 / s10765-007-0177-z.
- ^ J. Blumm; А. Линдеманн; Б. Нидриг (2003–2007). «Измерение теплофизических свойств эталона теплопроводности NPL Inconel 600». Высокие температуры - высокое давление. 35/36 (6): 621. Дои:10,1068 / htjr145.
- ^ а б c d J. Blumm; А. Линдеманн (2003–2007). «Характеристика теплофизических свойств расплавов полимеров и жидкостей с использованием метода мгновенного испарения». Высокие температуры - высокое давление. 35/36 (6): 627. Дои:10,1068 / htjr144.
- ^ J. Blumm; А. Линдеманн; М. Мейер; К. Штрассер (2011). «Характеристика ПТФЭ с использованием расширенной техники термического анализа». Международный журнал теплофизики. 40 (3–4): 311. Bibcode:2010IJT .... 31.1919B. Дои:10.1007 / s10765-008-0512-z.