熱傳導(dǎo)（熱焊盤 conduction）是介質(zhì)內(nèi)無宏觀運(yùn)動(dòng)時(shí)的傳熱現(xiàn)象，其在固體、液體和氣體中均可發(fā)生，但嚴(yán)格而言，只有在固體中才是純粹的熱傳導(dǎo)，而流體即使處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中也會(huì)由于溫度梯度所造成的密度差而產(chǎn)生自然對流，因此，在流體中熱對流與熱傳導(dǎo)同時(shí)發(fā)生。
簡介
物體或系統(tǒng)內(nèi)的溫度差，是熱傳導(dǎo)的必要條件。或者說，只要介質(zhì)內(nèi)或者介質(zhì)之間存在溫度差，就一定會(huì)發(fā)生傳熱。熱傳導(dǎo)速率決定于物體內(nèi)溫度場的分布情況。
熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或由一個(gè)系統(tǒng)傳到另一個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)象叫傳熱。熱傳導(dǎo)是三種傳熱模式（熱傳導(dǎo)、對流、輻射）之一。它是固體中傳熱的主要方式，在不流動(dòng)的液體或氣體層中層層傳遞，在流動(dòng)情況下往往與熱對流同時(shí)發(fā)生。
熱傳導(dǎo)實(shí)質(zhì)是由物質(zhì)中大量的分子熱運(yùn)動(dòng)互相撞擊，而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分，或由高溫物體傳給低溫物體的過程。在固體中，熱傳導(dǎo)的微觀過程是：在溫度高的部分，晶體中結(jié)點(diǎn)上的微粒振動(dòng)動(dòng)能較大。在低溫部分，微粒振動(dòng)動(dòng)能較小。因微粒的振動(dòng)互相作用，所以在晶體內(nèi)部熱能由動(dòng)能大的部分向動(dòng)能小的部分傳導(dǎo)。固體中熱的傳導(dǎo)，就是能量的遷移。
在導(dǎo)體中，因存在大量的自由電子，在不停地作無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。一般晶格震動(dòng)的能量較小，自由電子在金屬晶體中對熱的傳導(dǎo)起主要作用。所以一般的電導(dǎo)體也是熱的良導(dǎo)體。在液體中熱傳導(dǎo)表現(xiàn)為：液體分子在溫度高的區(qū)域熱運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)，由于液體分子之間存在著相互作用，熱運(yùn)動(dòng)的能量將逐漸向周圍層層傳遞，引起了熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。由于熱傳導(dǎo)系數(shù)小，傳導(dǎo)的較慢，它與固體相似；不同于液體，氣體分子之間的間距比較大，氣體依靠分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)以及分子間的碰撞，在氣體內(nèi)部發(fā)生能量遷移，從而形成宏觀上的熱量傳遞。
熱量從物體溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低的部分的方式叫做熱傳導(dǎo)。
辭典中的定義
熱量傳遞的一種方式。熱傳導(dǎo)是由于大量分子、原子或電子的互相撞擊，使能量從物體溫度較高部分傳至溫度較低部分的過程。是固體中傳熱的主要方式。在氣體或液體中，熱傳導(dǎo)過程往往與對流同時(shí)發(fā)生。傳導(dǎo)和對流也是人體散熱的方式之一。血液循環(huán)將體內(nèi)的熱量帶到體表，皮膚將熱傳遞給貼近皮膚的空氣層(傳導(dǎo)散熱)，受熱的空氣層溫度增高、密度變小、因而流動(dòng)上升，周圍的冷空氣則流向皮膚表面以填補(bǔ)流走的空氣(對流散熱)。因此，人體傳導(dǎo)散熱與對流散熱總是聯(lián)系在一起的。
又稱導(dǎo)熱，是熱量傳遞的3種基本方式之一。借物體中分子、原子或電子的相互碰撞，使熱量從物體中溫度較高部位傳遞到溫度較低部位或傳遞到與之接觸的溫度較低的另一物體的過程，是固體中熱量傳遞的主要方式。在液體或氣體中往往與對流傳熱同時(shí)進(jìn)行。一切物體不管其內(nèi)部有無質(zhì)點(diǎn)間的相對運(yùn)動(dòng)，只要存在溫差就有熱傳導(dǎo)。工業(yè)上有許多是以熱傳導(dǎo)為主的傳熱過程，如橡膠制品的加熱硫化、鋼鍛件的熱處理等。在窯爐、傳熱設(shè)備和熱絕緣的設(shè)計(jì)計(jì)算、高溫高壓設(shè)備(如氨合成塔中的廢熱鍋爐等)的設(shè)計(jì)中都需用熱傳導(dǎo)規(guī)律。
數(shù)學(xué)表達(dá)
傅立葉定律
當(dāng)物體內(nèi)的溫度分布只依賴于一個(gè)空間坐標(biāo)，而且溫度分布不隨時(shí)間而變時(shí)，熱量只沿溫度降低的一個(gè)方向傳遞，這稱為一維定態(tài)熱傳導(dǎo)。此時(shí)的熱傳導(dǎo)可用下式描述：
式中q″x為是熱流密度，即在與傳輸方向相垂直的單位面積上，在x方向上的傳熱速率;T為溫度;x為傳熱方向的坐標(biāo)；k為熱導(dǎo)率。此式表明q正比于溫度梯度dT/dx，但熱流方向與溫度梯度方向相反。此規(guī)律由法國物理學(xué)家傅里葉于1822年首先提出，故稱為傅里葉定律。
熱擴(kuò)散方程
在最一般的熱傳導(dǎo)中，溫度隨時(shí)間和三個(gè)空間坐標(biāo)而變化，且伴有熱量產(chǎn)生或者消耗（例如，反應(yīng)熱）。這時(shí)的熱傳導(dǎo)稱為三維非定態(tài)熱傳導(dǎo)，可用熱擴(kuò)散方程（熱學(xué)方程）描述：
式中τ為時(shí)間；x、y、z為坐標(biāo)軸；ρ為密度；cp為定壓比熱容；熱擴(kuò)散方程表明：在介質(zhì)中任意一點(diǎn)處，由傳導(dǎo)進(jìn)入單位體積的凈導(dǎo)熱速率加上單位體積的熱能產(chǎn)生速率必定等于單位體積內(nèi)所貯存的能量變化速率。
如果熱導(dǎo)率k是一個(gè)常數(shù)，熱擴(kuò)散方程又可以表述如下：
α稱為熱擴(kuò)散系數(shù),表示非定態(tài)熱傳導(dǎo)過程中物體內(nèi)部溫度趨于均勻的能力，即導(dǎo)溫系數(shù)越大，則溫度趨于均勻越快；q.dot為單位體積內(nèi)熱量生成的速率。
算例
一維定態(tài)熱傳導(dǎo)的計(jì)算以連續(xù)操作的窯爐中熱量通過爐壁的傳遞為例，熱量從內(nèi)壁面?zhèn)鞯酵獗诿妫凑崭盗⑷~定律計(jì)算，得出熱流量為：
式中T1和T2分別為壁的內(nèi)外兩側(cè)面的溫度；A為爐壁面面積;L為爐壁的厚度；T1-T2為傳熱的推動(dòng)力；Q為傳熱速率。根據(jù)電流等于電壓比阻力的概念，L/kA是平壁面熱傳導(dǎo)的熱阻。由于熱傳導(dǎo)的速率正比于熱導(dǎo)率，所以冷卻器中采用熱導(dǎo)率高的材料(如銅、鋼、石墨等)作為傳熱間壁材料。在熱絕緣設(shè)施中，采用熱導(dǎo)率低的材料（比如石棉空氣)作為絕熱材料。
對于壁面相等的多層平壁，根據(jù)串聯(lián)熱阻的概念，其熱流量計(jì)算式為：
式中ΔT為最內(nèi)層壁內(nèi)側(cè)面與最散逸層壁外側(cè)面之間的溫度差；n為層數(shù)。
非定態(tài)熱傳導(dǎo)計(jì)算如果操作是間歇的或周期性的，如蓄熱器（見換熱器）的操作，這時(shí)熱傳導(dǎo)是非定態(tài)的。對于形狀簡單的物體（如平板、長方體、柱體和圓球），可由式(2)結(jié)合一定的初始條件、邊界條件求得解析解，但通常求得的解很復(fù)雜，往往以無窮級數(shù)形式表示。為便于應(yīng)用，常將這些結(jié)果以圖線表述。
對于二維、三維等更復(fù)雜的熱傳導(dǎo)，難以用解析法求解，一般可用數(shù)值法求解，或者采用ansys，或者COMSOL Multiphysics等數(shù)值模擬軟件進(jìn)行計(jì)算。
工業(yè)應(yīng)用
工業(yè)上有許多以熱傳導(dǎo)為主的傳熱過程，如橡膠制品的加熱硫化、鋼鍛件的熱處理等。在窯爐、傳熱設(shè)備和熱絕緣的設(shè)計(jì)計(jì)算及催化劑顆粒的溫度分布分析中，熱傳導(dǎo)規(guī)律都占有重要地位。在高溫高壓設(shè)備（如氨合成塔及大型乙烯裝置中的廢熱鍋爐等）的設(shè)計(jì)中，也需用熱傳導(dǎo)規(guī)律來計(jì)算設(shè)備各傳熱間壁內(nèi)的溫度分布，以便進(jìn)行熱應(yīng)力分析。
其他傳熱模式
熱對流
靠氣體或液體的流動(dòng)來傳熱的方式叫做熱對流。液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環(huán)流動(dòng)使溫度趨于均勻的過程。
對流是液體和氣體中傳熱的主要方式，氣體的對流現(xiàn)象比液體明顯。
對流可分自然對流和強(qiáng)迫對流兩種。自然對流往往自然發(fā)生，是由于溫度不均勻而引起的。強(qiáng)迫對流是由于外界的影響對流體攪拌而形成的。
熱輻射
物體因自身的溫度而具有向外以電磁波的形式發(fā)射能量的本領(lǐng)，這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。熱輻射雖然也是熱傳遞的一種方式，但它和熱傳導(dǎo)、對流不同。
它能不依靠媒質(zhì)把熱量直接從一個(gè)系統(tǒng)傳給另一系統(tǒng)。熱輻射以電磁輻射的形式發(fā)出能量，溫度越高，輻射越強(qiáng)。輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時(shí)，主要以不可見的遠(yuǎn)紅外線進(jìn)行輻射，在500攝氏度以至更高的溫度時(shí)，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射。熱輻射是遠(yuǎn)距離傳熱的主要方式，如太陽的熱量就是以熱輻射的形式，經(jīng)過宇宙空間再傳給地球的。
熱的導(dǎo)體
各種物體都能夠傳熱，但是不同物質(zhì)的熱傳導(dǎo)性能不同。容易傳熱的物體叫做熱的良導(dǎo)體，不容易傳熱的物體叫做熱的不良導(dǎo)體，金屬都是熱的良導(dǎo)體。瓷、木頭和竹子、皮革、水都是不良導(dǎo)體。金屬中最善于傳熱的是銀，其次是銅和鋁。最不善于傳熱的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花，石棉、軟木和其他松軟的物質(zhì)。石棉常作為絕熱材料。液體，除了汞外，都不善于傳熱，氣體比液體更不善于傳熱。
參考資料 >
熱傳導(dǎo).熱傳導(dǎo).2021-07-27