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碳纤维熔点、导热系数、比热容及热导率及核算方法

时间: 2023-12-03 12:35:27 |   作者: 温室气体分析仪

碳纤维是一种十分巩固的聚合物资料,它具有高刚度、高拉伸强度、重量轻、高耐化学性、耐高温性和低热胀

产品特性

  碳纤维是一种十分巩固的聚合物资料,它具有高刚度、高拉伸强度、重量轻、高耐化学性、耐高温性和低热胀大性等长处。

  碳纤维的强度是钢的五倍,硬度则是钢的两倍。虽然碳纤维比钢更巩固坚固,但它比钢更轻,使其成为许多零件的抱负制作资料。碳纤维一般与其他资料结合构成复合资料。

  一般来讲,熔化是物质从固相到液相的相变。物质的熔点是产生这种相变的温度,而熔点还界说了固体和液体能够平衡存在的条件。对各种化合物和合金,很难界说熔点,因为它们一般是各种化学元素的混合物。碳纤维的熔点为3657C,可是该熔点与规范大气压力有关。

  固体资料的传热特性是用热导率k(或)的特性来丈量的,热导率以W/(mK)为单位。它是衡量一种物质经过传导传递热量的才能。有必要留意一下的是,傅立叶规律适用于一切物质,不管其状况(固体、液体或气体)怎么,因而,它也适用于液体和气体。碳纤维的导热系数为100W/(mK)。

  因为大多数资料几乎是均匀的,因而能写k=k(T)。相似的界说与y和z方向(ky,kz)上的热导率有关,但关于各向同性资料,热导率与传递方向无关,kx=ky=kz=k。

  比热或称比热容,是热力学中一种与内能有关的重要性质。关于纯、简略可压缩物质,强度性质cv和cp别离界说为内能u(T,v)和焓h(T,p)的偏导数:

  其间下标v和p表明在微分进程中坚持固定的变量。特性cv和cp被称为比热(或热容),因为在某些特殊条件下,它们将体系的气温改变与传热添加的能量联系起来。它们的国际单位制是J/kg K或J/mol K。碳纤维的比热为800J/gK。

  热导率是指因为温度差异而经过给定厚度(以米为单位)的资料的一个正方形区域内传递的热量(以瓦为单位)。资料的热导率越低,资料抵抗热传递的才能就越大。

  核算穿过面积为3 m×10 m的墙面的热通量率(a=30 m2)。壁厚15cm(L1),资料为碳纤维,导热系数为k1=100W/m.K。假定室内和室外温度别离为22C和-8C,内侧和外侧的对流换热系数别离为h1=10W/m2K和h2=30W/m2K。请留意,这些对流系数在很大程度上取决于环境和内部条件(风、湿度等),以下来核算经过该墙的热通量(热丢失)。

  如前所述,许多传热进程触及杂乱体系,乃至触及传导和对流的组合。运用这一些杂乱体系,一般能够方便地运用全体传热系数,即U因子。U因子由相似于牛顿冷却规律的表达式界说:总传热系数与总热阻有关,并取决于问题的几许形状。

  总传热系数为:U=1/(1/10+0.15/100+1/30)=7.42 W/m2K

  热通量能够简略地核算为:q=7.42[W/m2K]× 30[K]=222.5 W/m2

  经过该墙的总热丢失为:qloss=q。A=222.5[W/m2]× 30[m2]=6674.91 W

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