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耐火材料、保温材料广泛应用于各种电解槽和窑炉上,导热系数是一项重要的物理参数,其大小标志着物质的导热能力,关系到材料的品质,物质导热系数的数值与材料、性质、状态、内部结构等因素有关,对同一物质来说,导热系数还与温度、压力、湿度、密度等因素有关。
以PBD-12-4P型平板导热系数测试试样为例,测试样品外形要求为圆饼形,尺寸规格为фmm×h(8-25)mm。在单位时间与单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量为导热系数,它的高低与多孔材料密度即孔隙率着重要关系,计算公式为:
λ=q/(dT/dx)
式中:λ-导热系数,单位为W/(m·k)
q-单位时间热流密度,单位为W/m2
dT/dx-温度梯度,单位为k/m
稳定时热流在单位时间一维温度场中纵向通过试样截面后经流经中心量热器的水流吸收的热量,它与试样两面的温差、试样在该温度场中的导热系数和试样中心量热器吸热面面积成正比,而反比于试样厚度,导热系数计算公式为:
λ=Q·δ/(A·△T)
式中:λ-导热系数,单位为W/(m·k)
Q-单位时间内水流吸收的热量,单位W
δ-试样厚度,单位为m
A-试样面积,单位为m2
△T-冷热面温差,单位为K
热量Q与水流的质量、比热容和水温升高量成正比,计算公式为:
Q=C·w·△T
式中:Q-水流在单位时间内吸收的热量,单位为W
C-水的比热容,单位为J/(g·k)
w-水流量,单位为g/s
△T-水温升高,单位为K
所以采用水流量平板法测定尖晶石质保温隔热耐火材料的导热系数的最终计算公式:
λ=C·w·△T·δ/(A·△T)