240 220 (6) 200 n (3) 180 304不锈钢 (5) 材料杨氏模量随温度变化： 160 (1) 2024一T4铝； 140 (2) 铍青铜； 【2) 120 41 (3) K蒙乃尔合金； s.Buno 100 (4) 钛； 80 (5) 304不锈钢； ) (6) C1020碳钢； 60 (7) 9镍钢 40 杨氏模量 20 0 0 50 I00 150 200250 300 350 Temperature,K 上游通大学 2018年3月6日 11 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY
2018年3月6日 11 材料杨氏模量随温度变化： （1）2024—T4铝； （2）铍青铜； （3）K蒙乃尔合金； （4）钛； （5）304不锈钢； （6）C1020碳钢； （7）9镍钢 杨氏模量
二、材料在低温下的热性能 ©1热导率 ©2固体的比热 ©3液体和气体的比热 ©4热膨胀系数 上游充通大学 2018年3月6日 12 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY
2018年3月6日 12 二、材料在低温下的热性能 1 热导率 2 固体的比热 3 液体和气体的比热 4 热膨胀系数
热导率 材料热导率k,就是单位面积的传热速率除以传热方向上的 温度梯度 热传导有三种基本的机理：(1)电子运动，如对于金属导体 ;(2)晶格振动，即声子运动，对所有固体；(3)分子运动，如对 于有机物固体和各种气体。 液体最基本的导热机理是分子振动能量的传递 气体导热主要是平动能量的传递（对单原子气体）以及平动 和转动能量的传递（对双原子气体） 上游充通大粤 2018年3月6日 13 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY
2018年3月6日 13 热导率 材料热导率kt,就是单位面积的传热速率除以传热方向上的 温度梯度 热传导有三种基本的机理:(1) 电子运动,如对于金属导体 ;(2) 晶格振动,即声子运动,对所有固体;(3) 分子运动,如对 于有机物固体和各种气体。 液体 最基本的导热机理是分子振动能量的传递 气体 导热主要是平动能量的传递(对单原子气体)以及平动 和转动能量的传递(对双原子气体 )
气体和液体的热导率 气体分子运动论 →理论表达式=。（⑨y-5)pc,入 Y-C,cv为绝热指数；p为材料密度；c,为定容比热； 气 下为粒子平均速度：)为粒子运动平均自由程。 气体的热导率均随温度下降而减小，因为气体的®和以之积 为常数，Cv为T的弱函数，因此气体热导率与分子平均速 度可的变化方式相同。 =8R)2 TU→)↓→kt↓ 液 除氢、氦以外的所有低温液体的热导率随温度下降而增大。 体 液氢和液氦在低温范围内则相反。 上游充通大 2018年3月6日 14 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY
2018年3月6日 14 气体分子运动论 理论表达式 1 (9 5) 8 t v k c v =cp /cv 为绝热指数;为材料密度;cv 为定容比热; v 为粒子平均速度;为粒子运动平均自由程。 v RT ( ) 8 1/2 除氢、氦以外的所有低温液体的热导率随温度下降而增大。 液氢和液氦在低温范围内则相反。 气 体 液 体 气体和液体的热导率
气体和液体的热导率 700 700 600 N2 600 N2 02 0 500 Ar 500 Ar H2 H2 400 He-4 400 He-4 H20 H20 300 300 200 200 100 100 0 0 100 200 300 400 500 1 10 100 T,K T,K 线性坐标 L0g坐标 上游充通大 2018年3月6日 15 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY
2018年3月6日 15 气体和液体的热导率 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 600 700 k, mW/m-K T, K N2 O2 Ar H2 He-4 H2O 1 10 100 0 100 200 300 400 500 600 700 k, mW/m-K T, K N2 O2 Ar H2 He-4 H2O 线性坐标 Log坐标