금속의 열전도도(Thermal conductivity)와 열유속(Heat flux) 계산

열전도도(Thermal conductivity, λ) 는 열전달하는 능력을 측정한 물질의 고유한 성질이다. 이는 온도와 압력에 따라 달라지며, 전달된 열에너지와 열전달 거리에 비례하고 재료의 온도 차이와 반비례 관계이다. 아래 식 1로부터 열전도도가 높은 재료인 금속은 열유속이 크므로 열을 방출시키는 목적으로, 열전도도가 낮은 석면같은 재료는 열전도도가 낮으므로 단열을 목적으로 사용할 수 있다.

 

(식 1)  q = - λ ΔT / Δx

 

여기서,

 λ : 재료의 열전도도

 ΔT : 물체 전체의 온도 차이

 Δx : 열 전달 거리(물체의 두께)

 q : W/m² 단위로 측정된 열유속

 

표 1. 각종 재료의 열전도도(참고치)

 

열전도도의 단위는 W/(m⋅K) 이며, 1 W/(m·K) = 0.859 845 kcal/(h·m·°C) = 0.577 789 Btu/(h·ft·°F) 로 변환된다.

각종 재료의 열전도도는 1기압, 293K(=20 °C) 조건에서, 대략 공기는 0.025 W/(m⋅K), 물은 0.6 W/(m⋅K), 유리는 1.1 W/(m⋅K) 및 구리는 400 W/(m⋅K)이다.

 

열유속(Heat flux) 계산

 

열전도도, λ (W/m⋅K) :

온도 차이, ΔT (°C) :

열전달 거리, Δx (m) :

     

Heat flux, q (W/m2) :

 

* 참고 문서

1. 열 전달 전도 (Heat Transfer Conduction) 계산

2. 열전도도 (Thermal Conductivity) 계산

3. 열저항 (Thermal Resistance) 계산