液体导热系数的瞬态双热线测量
热传导和导热系数的实验检测

热传导和导热系数的实验检测热传导是指热量在物体内部由高温区向低温区传递的过程。
它是固体、液体和气体内部热传递的主要方式。
热传导的实质是物体内部粒子(分子、原子或离子)的热运动造成的能量传递。
热传导的强弱用导热系数来衡量,导热系数是描述材料导热性能的一个物理量。
一、热传导的基本定律热传导的基本定律是傅里叶定律,可用公式表示为:[ q = -kA ]其中,( q ) 是单位面积的热流量(W/m^2),( k ) 是导热系数(W/m·K),( A ) 是物体的横截面积(m^2),( ) 是温度梯度(K/m)。
二、导热系数的定义和影响因素导热系数 ( k ) 是指在稳态热传导条件下,单位时间内通过单位面积、单位厚度的物质,由热传导引起的热量(W)。
导热系数受材料种类、温度、湿度、压力等因素的影响。
不同物质具有不同的导热系数,例如,金属的导热系数较大,而绝缘材料的导热系数较小。
1.稳态热传导法:通过在物体上施加稳定的热源,测量物体内部温度分布,从而计算导热系数。
2.瞬态热传导法:通过在物体上施加瞬态热源,测量物体内部温度随时间的变化,利用热传导方程求解导热系数。
3.热线法:利用一根直径很小的热线作为热源,将其插入物体内部,通过测量热线周围的温度分布,计算导热系数。
4.热波法:利用热波在物体内部的传播特性,通过测量热波的传播速度和温度分布,计算导热系数。
5.热流计法:利用热流计测量通过物体的热流量,结合物体几何尺寸和材料热容等参数,计算导热系数。
四、实验注意事项1.确保实验过程中物体表面温度分布均匀,避免局部热源对实验结果的影响。
2.减小实验过程中的热损失,如使用绝热材料覆盖物体表面。
3.测量温度时,要准确记录时间和温度值,避免误差。
4.实验过程中要严格遵循实验步骤和操作规范。
通过以上知识点,学生可以了解热传导和导热系数的基本概念、影响因素以及实验检测方法。
这有助于提高学生对热传导现象的认识,为后续相关课程的学习打下基础。
导热系数tps

导热系数tps
导热系数(Thermal Conductivity)是衡量物质导热性能的物理量,其数值越大,表示物质的导热性能越好。
瞬态平面热源技术(TPS)是一种用于测量导热系数的方法,它基于无限大介质中阶跃加热的圆盘形热源产生的瞬态温度响应来测定材料热物性。
该方法由瑞典 Chalmer 理工大学的 Silas Gustafsson 教授在热线法的基础上发展起来。
TPS技术具有以下优点:
1. 不受接触热阻的影响;
2. 支持仪器系数校准;
3. 自动计算导热系数、热扩散系数、相关系数,并可自动判断结果是否符合温升;
4. 曲线可以一键自适应,支持曲线放大、缩小、视图拖动;
5. 可导出数据,支持多种格式导出,如xls、tps、cvs、png等,并支持对xls、tps、cvs等格式的导入;
6. 软件具有远程更新功能,可以自动获取到新版本软件,直接安装。
此外,导热系数的测量方法主要分为稳态法和瞬态法。
在稳态法中,先利用热源对样品加热,使加热和散热过程达到平衡状态,在样品内部形成一个稳
定的温度场,根据此时的温度梯度和单位面积上的传热速率,再结合傅里叶定律,就可以算出被测材料的导热系数。
在瞬态法中,试样内的温度分布是随着时间而变化的非稳定温度场,通过监测被测样品表面的温度变化速率,就可以确定试样的热扩散系数,从而得到样品的导热系数。
瞬态法在测量高导热材料和高温测量条件下测试结果较稳态法更可靠。
具体选用哪种方法需要根据实际需求和条件进行选择。
导热系数测量方法与应用分析

鲜影响最大,影响顺序为C>A>B。最优水平为A282C.。
3结论
笔者研究了壳聚糖涂膜处理对毛酸浆果生理及贮藏效 果的影响,并通过正交实验确定了最佳保鲜条件。结果表 明,壳聚糖涂膜处理对毛酸浆果各项保鲜指标均有明显作 用,最佳保鲜条件为:涂膜保鲜剂浓度为1.5%,保鲜助剂(防 腐剂)为1%,贮藏温度为4℃。
入。:—业堕里!一
(4)
4叮rd0。(1.)
式中:入m-待测物导热系数,W/m;q一单位长度电阻丝
的发热功率,W;0。一测得的电阻丝温升的总体平均值;下一 测定时间,s。
测量热线温升的方法一般有3种。其中,交叉线法是用 焊接在热线上的热电偶直接测量热线的温升;平行线法是 测量与热线隔着一定距离的一定位置上的温升;热阻法是 利用热线(多为铂丝)电阻与温度之间的关系得出热线本身 的温升。热线法适用于测量不同形状的各向同性的固体材 料和液体。 2.2热带法
热带法的测量原理类似于热线法。取两块尺寸相同的 方形待测样品,在两者间夹入一条很薄的金属片(即热带), 在热带上施加恒定的加热功率,作为恒定热源,热带的温度 变化可以通过测量热带电阻的变化获得,也可以直接用热 电偶测得。热带法测量物质导热系数的数学模型与热线法 相类似,故在获得温度响应曲线后由(4)式可以得出待测物 的导热系数。
热材料和保护层(也可以用辅助加热器替代),从而保证了
样品测试区域的一维热流,提高了测量精度和测试范围。但
是该法需要对测定单元进行标定。利用该法对中密度纤维
板的导热系数进行了测定[3],在严格满足各种技术条件(试
样厚度、入范围、温度规定等)时,材料导热系数相对误差小
于土3.8%,满足中国材料测试学会CT77—76(1989)标准规定
差也有很大影响。
瞬态平面法测导热系数

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木头感觉热 金属感觉凉
热量总是从热的一方向冷的一方传递。 木头相对金属来说不是一个好的导热体,因此大量的热量被金 属带走,产生凉的感觉。
探头工作原理
应用:半导体导热胶
Bulk TC (Laser Flash) Adhesive A Adhesive B Adhesive C Adhesive D Sample Top W/mK Bottom W/mK Average W/mK 7 - 8 W/m-K approx 10-12 W/m-K approx 16-19 W/m-K approx 25+ W/m-K Adhesive A 2.24 4.21 3.22 Adhesives B 4.20 3.51 3.85 MTPS (TCi) 3.22 W/m-K 3.85 W/m-K 6.49 W/m-K 5.70 W/m-K In-package Junction to Case 3.25 W/m-K 4.2 W/m-K 5.05 W/m-K 5.72 W/m-K
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发泡橡胶的导热系数

发泡橡胶的导热系数
摘要:
1.发泡橡胶的导热系数概述
2.发泡橡胶的导热系数测量方法
3.发泡橡胶的导热系数与其他材料的比较
4.发泡橡胶在实际应用中的作用
正文:
发泡橡胶的导热系数是指发泡橡胶材料在稳定状态下,单位厚度、单位面积上的导热能力。
导热系数是衡量材料导热能力的重要指标,它反映了材料储存和传递热量的能力。
在实际应用中,了解发泡橡胶的导热系数对于分析其保温性能及指导工程设计具有重要意义。
发泡橡胶的导热系数可以通过多种方法进行测量,常见的方法包括瞬态双热线法、瞬态平面热源法和瞬态探针法等。
这些方法可以快速、准确地测定发泡橡胶等材料的导热系数。
与金属、陶瓷等其他材料相比,发泡橡胶的导热系数较低。
这是因为发泡橡胶内部存在大量的气泡,这些气泡有效地降低了材料的导热能力。
在实际应用中,发泡橡胶常被用作保温材料,以降低热量的损失。
在实际工程中,发泡橡胶广泛应用于建筑、家电、汽车等行业。
例如,在家庭装修中,发泡橡胶可用于隔热保温,降低室内温度的损失;在汽车发动机舱中,发泡橡胶可作为隔热材料,降低发动机热量对驾驶室的影响。
总之,发泡橡胶的导热系数是衡量其保温性能的重要指标,其在实际应用中的作用不可忽视。
导热系数测定方法

导热系数测定方法导热系数(也称热传导系数)是一个物质导热性能的重要参数,它用来描述物质在单位梯度温度下导热的能力。
导热系数的测定是热传导学研究的基础,也是工程技术和科学实验中一个常见的测量参数。
本文将介绍几种常用的导热系数测定方法。
一、稳态法稳态法是最常用的测定导热系数的方法,适用于导热系数较大(大于0.5W/m·K)的材料。
它根据热传导定律,通过测量物质两侧的温度差、导热面的面积和厚度,以及所施加的热功率,计算物质的导热系数。
其基本原理为稳定状态下单位时间内通过物质的单位面积的热流量等于物质两侧的温度差除以物质的厚度。
稳态法测定导热系数的装置构成主要包括热源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
二、半稳态法半稳态法也是一种常用的测定导热系数的方法,适用于导热系数较小(小于0.5W/m·K)的材料。
它通过测量测试样品在不同时间下的温度变化,根据瞬态热传导方程计算导热系数。
相比稳态法,半稳态法测定导热系数的装置相对较复杂,包括热源、测试样品、温度测量装置、热流量测量装置和时间测量装置等。
三、横向法横向法是一种适用于导热系数测定较小的薄膜材料的方法。
在横向法中,将测试样品分为两段,一段作为热源,另一段作为冷源,通过测量两段样品的温度差和施加的热功率,计算样品的导热系数。
横向法测定导热系数的装置包括热源、冷源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
四、纵向法纵向法是一种适用于导热系数测定较小的长棒材料的方法。
在纵向法中,将测试样品竖直放置,一侧作为热源,另一侧作为冷源,在不同的位置测量温度,并计算导热系数。
纵向法测定导热系数的装置主要包括热源、冷源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
除了上述方法外,还有其他一些测定导热系数的方法,如射频导热法、光热法、红外线测温法等,这些方法在特定情况下具有特殊的应用优势。
在导热系数测定过程中,测量装置的热源和冷源的选择、温度测量装置的灵敏度和准确度、热流量测量装置的准确度等因素都会对测定结果产生影响,需要综合考虑并进行合理的控制和校正,以保证测定的准确性和可靠性。
导热系数测试原理
导热系数测试原理导热系数是衡量物质导热性能的重要参数,其测试原理有多种。
本文将对其中常见的几种测试原理进行介绍,包括稳态法、非稳态法、热线法、保护热流法和瞬态热平面法。
一、稳态法稳态法是最经典的导热系数测试方法,其原理基于热传导的稳态条件。
在该条件下,物体的温度分布达到稳定状态,不再随时间变化。
测试时,将样品置于两个平行的加热元件之间,通过加热元件对样品进行加热。
当热量在样品内部传导达到稳态时,测量加热元件的温差和传热面积,并根据傅里叶定律计算导热系数。
稳态法的优点是原理简单、准确度高,适用于各种材料的导热系数测试。
二、非稳态法非稳态法与稳态法不同,其基于热传导的非稳态条件。
在非稳态条件下,物体的温度分布随时间变化。
非稳态法测试时,通过对样品进行快速加热或冷却,使样品内部的温度分布处于动态变化状态。
通过测量样品内部的温度随时间的变化规律,并根据相关公式计算导热系数。
非稳态法的优点是测试时间短、对样品尺寸要求低,适用于某些难以达到稳态条件的材料。
三、热线法热线法是一种特殊的导热系数测试方法,其原理基于一维导热模型。
测试时,将一根细长的热线(通常是镍或铂)置于待测样品中,并对其通电加热。
热线与样品之间发生热交换,导致热线温度发生变化。
通过测量热线的电阻变化和加热电流,结合热线的几何尺寸和材料属性,可以计算出待测样品的导热系数。
热线法的优点是测试精度高、对样品尺寸要求低,适用于薄膜和纤维等细小样品的导热系数测试。
四、保护热流法保护热流法是一种适用于测量松散颗粒材料导热系数的测试方法。
其原理是将待测样品填充在一个容器中,并在容器的底部放置加热元件。
通过测量加热元件的温差和传热面积,结合传热方程和已知的热物性参数(如颗粒密度和比热容),可以计算出样品的导热系数。
保护热流法的优点是可以测量松散颗粒材料的导热系数,且测试操作相对简单。
五、瞬态热平面法瞬态热平面法是一种利用激光脉冲瞬时加热样品的导热系数测试方法。
热线法冻土导热系数试验研究
热线法冻土导热系数试验研究作者:王伟来源:《城市建设理论研究》2012年第29期摘要:本次试验采用非稳态法导热系数测定中的瞬态热线法,对粉质粘土扰动土样按不同含水量和干密度进行了冻、融两种状态下的导热系数测量,并将所得数据与规范进行了对比分析,为今后在进行室内导热系数试验方法的选取提供参考。
关键词:导热系数、瞬态热线法、粉质粘土、干密度、含水量中图分类号:C33文献标识码:A 文章编号:0引言由于冻土对温度的变化极其敏感,因此研究其温度状况是冻土试验中一项重要内容。
土体的冻融循环会给建设工程带来不同程度的危害,例如建筑物地基的不均匀沉降,道路的冻胀、翻浆,桥梁基础的下沉以及输油管道的破裂,为基础设施的运营和维护带来极大的困难。
导热系数是冻土物理学中用来表征土体热传导能力的一项重要指标,常用于土体的热量转换、冻融深度、温度场等建筑工程的热工计算。
本次热线法导热系数试验的试验土料为吉林大学冻土物理实验室在2008年进行的热流计法冻土导热系数模拟试验中的2#粉质粘土,并按一定含水量及干密度进行控制,根据参考文献[1][2][3][4]测量冻土状态下的导热系数,并对所得数据进行统计分析,分析影响因素及变化规律,并与规范进行比较,为今后实际工程中对导热系数进行室内试验的测定提供参考依据。
1试验概况1.1 瞬态热线法试验土的导热系数测定方法可分为两大类,即稳态法和非稳态法。
瞬态热线法是非稳态法中的一种,是通过在均质均温的土样中设置一根“热线”,即电阻丝,使其在恒定功率的作用下释放热量,并使电阻丝及其周边的土样温度升高,最后根据电阻丝温度随时间的变化关系,确定土样的导热系数。
传热学中,瞬态热线法适用于导热系数小于2W/(m·K)的各向同性均质材料导热系数的测定。
计算公式如下:或式中:λ—导热系数,W/(m·K);I—电阻丝加热电流,A;U—电阻丝A、B间的端电压,V;L—电压引出端A、B间热线的长度,m;R—测定温度下电阻丝A、B间的电阻值,Ω;t1和t2—从加热时起至测量时刻的时间,s;θ1和θ1—t1和t2时刻热线的温升,℃。
导热系数测量方法及应用综述
导热系数测量方法及应用综述任佳;蔡静【摘要】从原理上介绍了导热系数的常见测量方法,分析各种方法的测量原理及应用领域,对比多种导热系数测量装置的测量范围,为用户选用合理的导热系数测量装置提供了一定的参考.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】4页(P46-49)【关键词】导热系数;测量装置;稳态法;非稳态法【作者】任佳;蔡静【作者单位】航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095;航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TB90 引言热能的传递包括热传导、热对流和热辐射三种方式。
其中热传导过程中涉及的导热系数是评价物质导热能力的关键,它属于材料热物性的重要参数之一,对于材料的选择具有重要的指导意义。
在国防领域,航天飞行器在各阶段飞行过程中都存在气动生热,采用有效的热防护技术对飞行器材料进行适当隔热尤为必要,这就对材料导热系数的准确测量提出了更高的要求。
目前,国内外相关机构都开展过关于测量导热系数的研究,导热系数的测量方法及测量仪器也在不断发展进步。
根据材料性质不同,使用不同测量方法对其导热系数进行测定。
按照测试原理分类,导热系数的测量方法分为稳态测量法和非稳态测量法。
稳态测量法是指当被测材料达到热平衡状态后,温度场不随时间变化,通过测量其内部的温度梯度和热流,推算被测材料导热系数。
相对于非稳态测量法来说,稳态测量法热平衡时间较长,适用于测量导热系数较小的材料。
非稳态测量法是通过观察材料内部温场随时间发生变化的规律,利用生热的功率和温场变化规律来推算材料的导热系数。
该方法在材料升温过程中进行测量,与材料是否达到热平衡状态无关,故测量效率较高,多用于测量高导热系数的材料。
比较常见的非稳态测量法包括热线法、激光闪射法等。
还有针对特殊场合应用的一些测量方法,例如热脉冲法、圆管法等。
1 稳态测量方法比较常见的稳态测量法包括:保护热板法、热流计法、保护热流法、圆管测量法等。
导热系数的测定方法
导热系数的测定方法导热系数测定方法是用于测量材料导热性能的一种方法,它反映了材料传热过程中导热性能的好坏。
导热系数(也称热传导系数)是指单位面积上单位温度梯度所传热量的大小,通常以W/(m·K)作为单位。
导热系数的测定对于材料的工程应用和科学研究有着重要意义。
导热系数的测定方法主要包括静态法和动态法两种。
静态法主要包括平板法、线热源法和电导率法;动态法主要包括热板法、热流法和横向热阻法。
下面将分别对这些测定方法进行详细介绍。
首先是静态法的测定方法。
平板法是一种常用的测定导热系数的方法,它通过测量在一个稳态条件下材料两侧的温度差及导热板上的热流量来计算导热系数。
具体实验步骤为:首先,将样品固定在一个热源上,使之与导热板接触,然后,在导热板上施加适当的热流,通过测量导热板上和样品两侧的温度差,计算出样品的导热系数。
线热源法是另一种常用的测定导热系数的方法,它通过测量样品上一点处的温升及与之相邻两点的温差来计算导热系数。
具体实验步骤为:首先,在样品中加热一条线热源,然后在与该热源相邻的两点处测量温度差,并测量热源上一点处的温升,通过计算这些数据可以得到样品的导热系数。
电导率法是一种通过测量导体的电阻来计算其导热系数的方法。
此方法适用于导电性能良好的材料,例如金属。
具体实验步骤为:首先,在样品上施加一个稳定的电流,然后测量样品两侧的电压差,并根据样品的几何尺寸计算出其电阻,进而得到导热系数。
其次是动态法的测定方法。
热板法是一种常用的动态法测定导热系数的方法,它通过测量热板上的温度变化来计算导热系数。
具体实验步骤为:首先,将样品夹在两块热板之间,并施加一个恒定的热流,然后通过测量热板上的温度变化,结合样品的几何尺寸和材料的热容量,计算出样品的导热系数。
热流法是一种通过测量固体材料上的传热流量来测定导热系数的方法。
具体实验步骤为:首先,在样品上施加一个恒定的热流,然后通过测量热流的大小和样品两侧的温度差,计算出样品的导热系数。
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为稳态法 和 非稳 态 法 。稳 态确, 由于该法需要采用 复杂的装置来控 但 制边界条 件, 保证一维导热的实现 , 实验 条件苛
刻, 且需要 花费较 长 的测量 时 间 , 因此 非稳 态法 测 量被 更 多采用 。双热 线 瞬态导 热 系数 测 量仪就 是 采 用非 稳态测 量方 法 。
X i g O G Mi —w i U Qa ,T N l n 1 g e
( o eeo o e C lg f w r ̄ ' eig C o g i n . h n q 00 4 C ia l P . r , h n qn U i,C o g mg4 04 , hn ) e n g
0 引言
导热系数作 为物体 的重要物性参数 , 的准 它
确测 量 对于 各种 材料 的应 用有着 重要 的意义 。如 制冷 系统 的设 计 , 冷 剂 的导 热 系数 就 是 必 不 可 制
Cam n nkg 论 , hp a —E so 理 流体 的势 能 函数 与流 体 的
导热系数相关 , 因此 , 在发展与完善流体的数学模
ht o —w r c n q e n lz ep n i i f h st h iu n me d t e ie l d l n a u e e i t h iu ,a ay e t f cpe o i e n q e a d a n a e ,a d me s rd t ee h i t c h d mo h c n u t i f o o d ci t o n—i n w trt s t ea p r t s o ae i e s nl ̄ rf rn e d t ,t e a e — vy n r ae t t h p a au .C mp rd w t t t c o o e hh a a e ee c aa h v r a e el ri 0 6 % 。t e hre t lo 一0 9 ,ti p a au sg o rc s n. g l s . 1 O ' h g T ri s e s . % h sa p r t si o d p e i o i Ke r s T e ma c n u t i ;T a se t a u e n ;H t - i y wo d : h r l o d c vt i y rn in s r me t o — w r me e
作者简介 :徐强 (99 , , 17 ~) 男 重庆 大学制 冷与低 温专 业硕
士研究生 。
限长金属线源竖直地插入液体 中, 线源的热导率
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2
应 用能 源技 术
2O 06年第 4 ( 期 总第 10期 ) 0
无限大, 热容量近似为零 , 液体和线源在初始时刻 处于热平衡, 设平衡温度为 t 当突然给线源施加 。 , 恒定的热流 g时, 金属线源就成为无限大液体介 质中的一个常功率热源, 在金属线源和液体介质 间引起耦合的径 向一维非稳态导热, 温度分布为
文 献标 识码 : A
文章编 号 :09 2020 )4 0 1 4 10 —33 (06o —00 —0
Th u d t e m a o d c i iy m e s r m e tb e f i h r lc n u tv t a u e n y l t e t a se th t— wi e t c n q e h r n in o — r e h i u
型修 正 , 并通 过 测 量 去 离子 水 对 该 装 置进 行 检 定 。通 过 与标谁 值 比较 , 量 的 平 均误 差 为 0 测 .
6%, 1 最大误 差 为 一09 , .% 该装 置有较 高的测 试精度 。
关键 词 : 导热 系数 ; 态测量 ; 线法 瞬 热
中图分 类号 :K 2 T 14
型 时 , 体导热 系数 的准确 测量 非常 重要 。 流
一
般 来说 , 量 流体 导 热 系 数 的方 法 可 以分 测
少的参数依据 ; 在各种换热器的设计过程中, 材料 的导热系数也决定着材料 的换 热性能 的优劣 , 从 而影响换热器 的体积大小。在各种需要加强换热
的场合 , 要导热 系数 较大 的换热 材 料 ; 在需 要 需 而 保温或 者绝热 的场 合 , 要 找 到 导热 系数 较 小 的 需 材料 。 同样 , 解 释 流 体 分子 运 动 的各 种 物 化 现 在
trr , ( , ) 即距离 线 源 r 的温 度 , 图 1 示 。 处 如 所 由 其中:
象时, 流体 的导 热 系数 也 是 重要 的参 数 , 据 根
收稿 日期 :2O 06—0 —0 4 3 修订稿 日期 :2O O6—0 0 4一1
l 测 量原 理 与装 置
瞬态热 线法 的理 论基础 是 无 限大介 质 中的径 向一 维非 稳态 导热 问题 。 有一 根半 径 为 r 设 。的无
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20 年第 4 总第 10 ) 06 期( 0期
应用能源技术
液体导热 系数的瞬态双热 线测量
徐 强, 明伟 童
( 庆 大学动 力工程 学 院 , 庆 4O4 ) 重 重 OO4 摘 要 : 究设 计 瞬 态双热 线液 体导 热 系数 测 量仪 , 研 分析 了该 测试仪 器 的基 本原 理及 其模