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导热系数的测量方法-瞬态热线法
点击次数:6032 更新时间:2023-12-26
  瞬态法
 
  瞬态法是一种用于测量流体(包括液体、气体)导热系数的方法,具有速度快、精度高的特点。
 
  导热系数是表征材料导热性能优劣的物性参数,其数值取决于物质的种类及物质所处的压力、温度状态。确定物质导热系数可以采用理论和实验研究两种方法,一般而言,实验测量更为准确。实验测量方法可以分为稳态法和非稳态法两大类。瞬态法属于其中的非稳态法中的瞬态热流法。瞬态法测量又可分为单和双两种方法。
 
  稳态法的特点是实验原理简单,但电气控制和调节线路比较复杂。
 
  非稳态法的导热微分方程比较复杂,边界条件也难以确定,但具有测量时间短、测量准确等优点。非稳态法可以分为周期热流法和瞬态热流法两大类,目前常用的测定导热系数的瞬态热源法与瞬态法均属于瞬态热流法,瞬态热源法分为瞬态热带法(Transient Hot Strip)和瞬态热盘法(Transient Plane Source)主要用于固体导热系数的研究,瞬态法主要用于液体导热系数的研究。其中的瞬态法是目前*的测量导热系数的方法。
 
  瞬态法可用于测定固体、粉末和流体的导热系数,适用于各向同性和各向异性材料。可测量的温度范围从低温到大约1800K。
 
  瞬态法的理想模型为无限大介质中的径向一维非稳态导热问题,具体为无限长的在无限大介质中处于初始热平衡状态下受到瞬间加热脉冲而引起的热传导过程。瞬态法的测量时间极短,在流体发生自然对流之前就可以完成测量,因而可以避开对流的影响。此外,瞬态法的适用范围极宽,除了稀薄气体及临界附近外都可以进行测量。
 
  相对固体来说,液体导热系数的研究更为复杂。由于瞬态法测量液体和气体的导热系数时,测量时间极短,通常只需要测量几秒钟,*可以避开对流的影响,所以被*为是的液体或气体导热系数测量方法,而且其适用范围极宽,除了稀薄气体及临界附近外都可以进行测量。如果对采集系统进行设计,瞬态法还能同时测量流体的热扩散系数,这样利用已知的密度数据就可以得到流体的比热容数据。
 
  西安夏溪电子科技有限公司在法测量液体导热系数方面具有多年的研发经验,所开发的法液体导热系数测量仪能充分发挥法在液体导热系数测量方面的优势,可以帮助用户快速、准确的获得被测物质的数据。
 
  导热系数仪是一种用于测量材料导热性能的仪器。它被广泛应用于材料科学、建筑工程、电子设备等领域,以评估材料的导热性能和优化设计。
 
  导热系数(也称为热传导系数或热导率)是描述材料导热性能的物理量,表示单位时间内单位面积上的热量传导量。导热系数仪通过测量材料在稳定状态下的热传导,来确定材料的导热系数。
 
  导热系数仪的基本原理是根据热传导定律,利用传热试样的温度分布和传热参数,计算材料的导热系数。该仪器通常由以下几个主要组成部分构成:
 
  1.传热试样:传热试样是导热系数仪中最重要的部分。它通常采用具有良好导热性能的材料,如金属或陶瓷,并具有特定的几何形状。传热试样的形状和尺寸会对导热系数测量结果产生影响,因此需要根据具体要求进行选择。
 
  2.热源和冷源:导热系数仪需要提供稳定的热源和冷源,以维持传热试样的温度差。常用的热源包括电阻丝加热器或恒温水浴,而冷源则通常采用制冷机或循环水系统。热源和冷源之间通过传热介质(如空气或液体)传递热量。
 
  3.温度测量装置:为了确定传热试样的温度分布,导热系数仪通常配备多个温度传感器。这些传感器可以直接接触传热试样表面或安装在其附近,以测量不同位置的温度。常见的温度测量装置包括热电偶、热敏电阻和红外线测温仪等。
 
  4.控制与数据采集系统:导热系数仪需要一个精确的控制系统来保持热源和冷源的温度稳定,并记录温度传感器的读数。这可以通过微处理器或计算机来实现。控制系统还可用于自动计算导热系数,并输出结果。
 
  使用导热系数仪进行测量时,首先将传热试样安装在热源和冷源之间,并建立稳定的温度梯度。然后,通过测量不同位置的温度,计算传热试样表面上的温度变化率。根据热传导定律,可以利用这些数据计算出材料的导热系数。

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