聚氨酯泡沫液氮温度下热导率的测量
热导率的测量实验报告
热导率的测量实验报告热导率的测量实验报告引言热导率是描述物质传导热量能力的物理量，对于材料的热性能评估具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同材料的热导率，探究材料热传导机制，并分析实验结果，为材料热性能研究提供参考。
本报告将详细介绍实验的步骤、仪器设备和数据处理方法。
实验步骤1. 实验准备在实验开始前，我们准备了实验所需的材料和仪器设备。
实验所用的材料包括金属、陶瓷和塑料等，这些材料具有不同的热导率特性。
仪器设备包括热导率测量仪、温度计和样品夹等。
2. 样品制备首先，我们将不同材料的样品切割成相同的尺寸和形状。
为了确保测量的准确性，样品的表面应该光滑均匀，并且没有明显的缺陷。
3. 实验操作将待测样品夹在热导率测量仪的样品夹上，确保样品与测量仪的接触良好。
然后，将样品夹放入恒温槽中，使样品与环境保持恒定温度。
待样品温度稳定后，开始记录实验数据。
4. 数据记录通过热导率测量仪，我们可以实时记录样品的温度变化。
同时，测量仪还会记录样品和环境之间的温度差异。
在一定时间间隔内，我们记录下样品温度和环境温度，并计算出样品的热导率。
数据处理与分析1. 数据处理我们将实验得到的温度数据进行整理和处理，计算出样品的热导率。
根据热传导定律，热导率可以通过下式计算得到：λ = (Q * l) / (A * ΔT)其中，λ为热导率，Q为经过样品的热量，l为样品的长度，A为样品的横截面积，ΔT为样品和环境之间的温度差异。
2. 结果分析通过对不同材料的热导率进行测量和计算，我们得到了一系列的实验结果。
根据实验结果，我们可以发现不同材料的热导率存在较大的差异。
金属材料通常具有较高的热导率，而塑料材料的热导率较低。
这是因为金属材料中存在大量自由电子，能够快速传导热量，而塑料材料中的分子结构较为松散，热传导能力较弱。
同时，我们还可以通过实验结果了解到温度对热导率的影响。
随着温度的升高，材料的热导率往往会增加。
这是因为温度升高会导致材料内部分子的振动加剧，热传导能力增强。
热导率测量(归纳)
如今测量导热系数方法与仪器有许多种。
使用Fourier方程所描述的稳态条件的仪器主要适用于测量中低导热系数材料。
使用动态（瞬时）方法的仪器，如热线法或激光散射法，用于测量中高导热系数材料。
一、稳态方法1、热流法如图1所示，将厚度一定的方形样品（例如长宽各30cm，厚10cm）插入于两个平板间，设置一定的温度梯度。
使用校正过的热流传感器测量通过样品的热流。
测量样品厚度、温度梯度与通过样品的热流便可计算导热系数。
图2示出了一种新型的热流法导热仪（HFM 436系列）。
样品的厚度可达到10cm，长与宽可达30或60cm。
测量温度为-20℃到100℃之间（取决于不同的型号）。
这种仪器能测量导热系数在0.005到0.5W/m·K之间的材料，通常用于确定玻璃纤维绝热体或绝热板的导热系数与k因子。
该仪器的优点是易于操作，测量结果精确，测量速度快（仅为同类产品的四分之一），但是温度与测量范围有限。
2、保护热流法对于较大的、需要较高量程的样品，可以使用保护热流法导热仪。
其测量原理几乎与普通的热流法导热仪相同。
不同之处是测量单元被保护加热器所包围，因此测量温度范围和导热系数范围更宽。
3、保护热板法热板法或保护热板法导热仪的工作原理和使用热板与冷板的热流法导热仪相似。
保护热板法的测量原理如图3所示。
热源位于同一材料的两块样品中间。
使用两块样品是为了获得向上与向下方向对称的热流，并使加热器的能量被测试样品完全吸收。
测量过程中，精确设定输入到热板上的能量。
通过调整输入到辅助加热器上的能量，对热源与辅助板之间的测量温度和温度梯度进行调整。
热板周围的保护加热器与样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的、一维的。
辅助加热器后是散热器，散热器和辅助加热器接触良好，确保热量的移除与改善控制。
测量加到热板上的能量、温度梯度及两片样品的厚度，应用Fourier方程便能够算出材料的导热系数。
相比热流法，保护热板法的优点是温度范围宽（-180到650℃）与量程广（最高可达2W/m·K）。
热导率测量技术的使用方法与注意事项
热导率测量技术的使用方法与注意事项热导率是描述材料传导热性能的一个重要指标。
通过测量材料的热导率，可以了解其热导性能，并且在材料的选择、工艺设计和热管理等领域中发挥重要作用。
本文将介绍热导率测量技术的使用方法与注意事项。
一、热导率测量方法1. 热阻法热阻法是常用的一种热导率测量方法。
其原理是通过测量材料两端的温差和加热功率，计算出材料的热阻，并根据热阻与热导率的关系，推算出材料的热导率。
热阻法适用于不同形态和厚度的材料，可以准确测量各种材料的热导率。
2. 热流法热流法是另一种常见的热导率测量方法。
热流法通过在材料中施加一定热流量，在材料表面测量相应的温度分布，从而计算出材料的热导率。
热流法适用于导电性好的材料，如金属，可以测得更高精度的热导率。
3. 拉曼光谱法拉曼光谱法是近年来发展起来的一种非接触式热导率测量方法。
该方法利用拉曼光谱仪器测量材料中的拉曼散射光谱，从中提取出材料的热导率信息。
这种方法无需对样品进行物理处理，可以应用于各种材料的热导率测量。
二、热导率测量注意事项1. 样品制备在进行热导率测量之前，需要对样品进行适当的制备。
对于固体材料，应确保样品表面光洁平整，以减小测量误差。
对于液体和气体样品，需注意样品的填充和密封，以避免热量泄漏。
2. 温度控制在进行热导率测量时，温度控制是非常重要的。
应确保测量环境的温度稳定，并记录下环境温度。
对于固体样品，还需要考虑温度梯度对测量结果的影响，可以进行多点测量或在线温度校正，以提高测量精度。
3. 测量时间进行热导率测量时，测量时间的选择也十分重要。
过长的测量时间会导致样品过热，影响测量结果的准确性。
过短的测量时间则可能无法达到稳态，导致测量结果不可靠。
应根据具体的样品性质和测量方法选择合适的测量时间。
4. 数据处理在热导率测量完成后，需要对测量得到的数据进行处理。
应注意排除测量中的噪声和干扰，并对数据进行平均处理和统计分析，以减小测量误差。
对于不同材料和测量方法，需要采用相应的数据处理方法，以获得更加准确的热导率结果。
喷涂硬泡聚氨酯保温材料检验实验标准
喷涂硬泡聚氨酯保温材料检验实验标准
喷涂硬泡聚氨酯保温材料是一种高效、环保、耐腐蚀、密封性好、隔热性强的新型高分子材料。
为了确保该材料的质量和工程实施的安
全性，需要对其进行检验实验，并制订相应的标准。
一、原料检验
1、聚醚多元醇：检测其水含量、羟值、酸值、粘度等指标，保证其质
量符合要求。
2、异氰酸酯：检测其异味、胶体稳定性、稠度、酸值、氰化物含量等
指标，确保质量达标。
3、其他辅助助剂：如催化剂、助剂等，检测其物化特性是否符合相关
标准。
二、试样制备
将所需原材料按照一定比例混合后，加入发泡剂，搅拌均匀后倒入试
样模具中，静置发泡，得到试样。
三、物理性能检测
1、密度：用密度计对试样进行测量，得出密度。
2、热导率：采用横向法进行测量。
3、水吸收率：将试样浸泡一定时间，取出后进行称重，计算水吸收率。
4、压缩强度：按照相关标准进行测量。
5、剪切强度：采用拉伸试验机进行测量。
四、界面剪切强度
将硬泡聚氨酯保温材料喷在钢板表面，经过固化后，采用剪切试验仪
测定钢板和泡沫之间的剪切强度。
五、温度变化下硬泡聚氨酯保温层厚度变化测定
将硬泡聚氨酯保温材料喷涂在钢板表面，根据实际工程环境温度，对
其进行长时间加热或冷却处理，然后对保温层厚度进行测定。
以上就是喷涂硬泡聚氨酯保温材料检验实验标准的步骤，检测结
果变化的情况将会改进生产工艺，提高产品质量，确保工程安全。
硬泡聚氨酯检验检测方案
硬泡聚氨酯检验检测方案1 编制目的为确定屋面和外墙外保温防水工程所采用的硬泡聚氨酯的功能和质量，制定本方案。
2 适用范围本方案适用于测定喷涂硬泡聚氨酯的密度、压缩性能（形变10%）、导热系数、不透水性以及闭孔率3 检验依据GB/T6343-2009《泡沫塑料及橡胶表观密度的测定》GB/T8813-2020《硬质泡沫塑料压缩性能的测定》GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB/T10799-2008《硬质泡沫塑料开孔和闭孔体积百分率的测定》GB 50404-2017《硬泡聚氨酯保温防水工程技术规范》4 检验人员均为持证上岗人员。
5 检验仪器及设备全自动真密度分析仪、万能试验机、不透水仪、智能化导热系数测定仪、电子天平（精度0.0001g）、游标卡尺（精确到0.003cm）、切割刀。
6喷涂硬泡聚氨酯分类按其材料物理性能分为3种类型Ⅰ型：用于屋面和外墙保温层；Ⅱ型：用于屋面复合保温防水层；Ⅲ型：用于屋面保温防水层。
7检验前的准备样品在温度（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的标准试验环境中，调节试样至少24h进行闭孔率的测定，放置48h进行不透水性的测定。
8 检验方法8.1密度⑴按GB/T6343规定进行，用切割刀切取试样，试样尺寸为100mm×100mm×原厚，试样数量5个。
⑵用电子天平称量试样质量m（精确到0.005g）,根据试样尺寸计算体积V。
⑶根据ρ=m/V×106 【ρ-表观密度（kg/m3），m-试样的质量（g）,V-试样的体积（mm3）】计算密度，取五个试验结果的平均值，精确至0.1kg/m3。
8.2 压缩性能⑴按GB/T8813规定进行，将测量过密度的五个试样进行压缩强度测定。
⑵打开万能试验机，设置速率为试样厚度的10%，按“试验开始”按钮，直到形变为厚度的10%，按“停止”按钮，然后记录对应的压力。
热导率的测量PPT
13
基本要求
一、数据记录
样品尺寸（见实验台标签） 稳态时加热盘 TA=_____，散热盘 TP=_____ 散热盘冷却过程
1 2 3 4 5 6 7 8 ……
t(s) •αT（mv）
14
二、数据处理
1．在坐标纸上绘制散热盘的冷却曲线（T～t
大学物理实验
实验三 热导率的测量
1
简介 实验原理 实验内容 基本要求
2
简介
热导率 ：描述物质热传导性质的一个物理量。
在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的 方法测定。大体上分为稳态法和动态法。本实验采用稳态 法测量不良导体热导率。
通过实验掌握用稳态法测量不良导体热导率的方法,体 会使用参量转换法的设计思想，掌握用热点偶测量温度的 方法。
2．对环境温度的测量为什么要在实验的最后一步而不是在较靠前的步骤进行？
理论上对环境温度是先测量还是后测量都是一样的，但是从实际情况分析还是后测量比较准确，这是从减小实验误差的角度考虑的。 实验进行前，由于还没有进行实验，实验过程中的散热也没有影响，因而实验前的环境温度与实验后相比必然有一定程度的偏低。 而实验中对散热过程的测量是在实验靠后的步骤进行的，此时实验过程中的散热必然已经使环境温度有一定程度的变化，因此最后 测量环境温度，测得的结果更接近散热过程测量所需的环境温度。因此，对环境温度的测量放在了实验的最后一步进行。
3
实验原理
一 热传导遵循的基本规律——傅立叶定律：
Q t
κ
dT dx
x0
S
传热速率ΔQ/Δt 与该平面所在 处的温度梯度成正比，与平面面 积ΔS 成正比。
测量热导率的实验装置与方法
测量热导率的实验装置与方法热导率是材料本身传导热量的能力，被广泛应用于热传导、材料科学、环境保护等领域。
测量热导率的实验装置和方法的研究是理解和评估材料热传导特性的关键。
一、传统测量方法1. 热板法热板法是一种常见的测量热导率的方法。
实验装置由两块具有平整热容和温度检测器的热板组成，其间放置待测材料。
通过在一侧加热并测量温度变化，可以计算得到材料的热导率。
这种方法广泛应用于建筑、材料等领域。
2. 热线法热线法是另一种测量热导率的传统方法。
实验装置由细长的导热丝组成，其中一段加热使其温度上升，另一段则用于测量温度。
通过测量导热丝上的温度差，可以计算得到热导率。
热线法适用于测量导电性较差的材料。
二、改进方法1. 瞬态热法瞬态热法是一种较新的测量热导率的方法。
它利用加热源瞬间加热材料，通过测量加热后温度随时间的变化，计算得到材料的热导率。
这种方法不受样品尺寸和形状的限制，适用于各种材料。
2. 红外热成像法红外热成像法是利用红外相机进行测量热导率的方法。
相机可以捕捉到材料上的热辐射，通过分析这些数据可以推导出材料的热导率。
这种方法适用于非接触的测量，如在建筑或电子元件的热管理中。
三、实验装置与方法为了准确测量热导率，实验装置的设计和方法的选择非常重要。
1. 实验装置实验装置应由导热性能较好的材料制成，以避免自身的传热对测量结果产生影响。
同时，装置的几何形状应保证热传导的均匀性，并减少边界效应的影响。
实验装置应配备温度传感器和控制系统，以精确测量和控制样品的温度。
2. 数据处理对于传统方法，可以利用热传导方程和实验数据进行计算得到热导率。
而对于瞬态热法和红外热成像法，需要进行更复杂的数值模拟和数据处理。
这些方法通常需要使用专业的软件来处理数据，并结合适当的数学模型，以得到准确的热导率值。
总结测量热导率的实验装置和方法是深入了解材料热传导性质的基础。
传统方法如热板法和热线法已经被广泛使用，但其仍有一些局限性。
热导率测量技术的使用教程
热导率测量技术的使用教程随着科技的不断发展，热导率测量技术在各个领域的应用越来越广泛。
热导率是物质传热性能的重要指标，它能够帮助我们了解材料的热传导特性，从而为产品的设计和工艺优化提供依据。
在本篇文章中，我们将介绍一些常见的热导率测量技术的使用方法和注意事项，希望能对读者有所帮助。
1. 热导率测量原理概述热导率是指单位时间内单位面积上的热能传导的量，通常用W/(m·K)表示。
热导率测量技术主要基于热传导原理，通过测量材料间的热传导过程来获得热导率的数值。
常见的热导率测量方法包括热红外法、横截面法、平面法等。
这些方法各有特点，可以根据需求选择合适的测量技术。
2. 热红外法的使用方法热红外法是一种非接触式的热导率测量方法，它利用红外相机和热像仪来测量物体表面的温度分布，进而计算出热导率。
使用热红外法进行测量时，需要注意以下几点：首先，保持被测物表面的干燥和清洁，避免因表面湿度和杂质能影响红外测温的准确性；其次，要保证与被测物的接触面尽可能大，以提高热传导效率；最后，还需注意调节红外相机参数，确保测温的准确性和稳定性。
3. 横截面法的使用方法横截面法是一种常用的热导率测量方法，它通过测量材料的截面温度分布来计算热导率。
使用横截面法进行测量时，需要注意以下几点：首先，保证样品的尺寸和形状符合测量要求，一般要求样品具有均匀的横截面和平行的两个面；其次，要在恒温条件下进行测量，避免温度变化对测量结果的影响；最后，还需注意测量过程中的热损失，采取有效的隔热措施，确保测量结果准确可靠。
4. 平面法的使用方法平面法是一种常见的热导率测量方法，它通过测量平板状物体两侧的温度差来计算热导率。
使用平面法进行测量时，需要注意以下几点：首先，保持平板表面的光洁和平整，以减小边界效应对测量结果的影响；其次，要保持稳定的加热源和冷却源，以维持稳定的温度梯度；最后，还需选择合适的传感器和仪器，确保测量精度和可靠性。
5. 热导率测量的注意事项无论使用何种热导率测量技术，都需要注意以下几点：首先，确保测量环境的稳定性，包括室温、湿度等因素；其次，要根据被测物的特性选择合适的测量方法；最后，还需注意仪器的校准和维护，以保证测量结果的准确性和可靠性。
高性能泡沫玻璃的热导率测试及改进方法
高性能泡沫玻璃的热导率测试及改进方法1. 引言高性能泡沫玻璃作为一种轻质、绝缘性能优异的新型建筑材料，在建筑保温领域有着广泛的应用前景。
热导率是衡量绝缘材料性能的重要指标，影响着泡沫玻璃在建筑保温中的效果。
因此，对高性能泡沫玻璃的热导率进行准确的测试，并探索改进方法，具有重要的理论和实践意义。
2. 热导率测试方法2.1 轴向传热法轴向传热法是一种常用的测试高性能泡沫玻璃热导率的方法。
该方法通过测量泡沫玻璃在温度梯度下的热传导量，计算热导率。
具体步骤如下：(1) 制备相同尺寸的泡沫玻璃样本；(2) 在样本两侧施加恒定的温度差，观察样本温度随时间的变化；(3) 根据热传导定律计算样本的热传导量，并结合样本尺寸计算热导率。
2.2 平板横向传热法平板横向传热法可以用于测试薄型或片状泡沫玻璃的热导率。
该方法与轴向传热法类似，不同之处在于样本的热传导方向与热梯度垂直。
具体步骤如下：(1) 制备较薄的泡沫玻璃样本，并保持相同的面积；(2) 在样本两侧施加恒定的温度差，观察样本温度随时间的变化；(3) 根据热传导定律计算样本的横向热传导量，并结合样本尺寸计算热导率。
3. 热导率测试中的注意事项在进行热导率测试时，需要注意以下几点以保证测试结果的准确性：3.1 样本尺寸的选择样本尺寸的选择应考虑泡沫玻璃的实际使用情况，并符合热传导定律的前提条件。
样本的尺寸过小可能导致测量误差增大，样本的尺寸过大则会增加测试的困难度。
3.2 温度差的控制测试中施加的温度差应保持稳定且恒定，以确保测试结果的可靠性。
温度差不宜过大，一般在10~20摄氏度之间较为适宜。
3.3 测量时间的选择测试时需要长时间观察样本温度的变化趋势，以保证结果的准确性。
选择测试时间过长或过短都可能影响测试结果的可靠性，应根据泡沫玻璃的特性和测试要求合理选择。
4. 改进高性能泡沫玻璃的热导率的方法4.1 添加导热率较低的填料添加导热率较低的填料是一种常见的改进高性能泡沫玻璃热导率的方法。
热导率测量实验步骤与操作要点
热导率测量实验步骤与操作要点引言：热导率是材料在扩散温度梯度下传热能力的物理量，广泛应用于材料科学、工程和热传导等相关领域。
热导率测量实验是评估材料热传导性能的重要手段。
本文将介绍热导率测量实验的基本步骤与操作要点。
一、实验准备1.选择适当的热导率测量仪器。
根据所需测量范围和目标材料的特性选择合适的热传导仪器，常见的有热电偶法、横向热传导法和纵向热传导法等。
2.准备实验样品。
根据需要测量的材料类型和形状，制备样品。
确保样品表面光洁无损，避免氧化和杂质的影响。
3.调试仪器。
在测量前，确保仪器正常工作，调整温度控制装置和测量传感器，保证测量精度。
二、实施实验1.样品安装。
将样品固定在测量仪器的样品架或样品夹具上，确保与测量装置的接触良好，减小测量误差。
2.开始测量。
根据实验设计的温度梯度和时间，启动仪器，记录并稳定温度。
确保温度控制准确，避免系统漂移。
3.数据采集与处理。
在测量过程中记录温度变化曲线，并根据所选测量方法，记录测量设备的输出电压或电流等信号。
留意并排除可能的测量干扰。
4.实验重复。
为保证测量结果的可靠性，进行多次实验重复测量，计算平均值，并计算实验误差。
三、数据分析与结果讨论1.计算热导率。
根据测量所得的温度差、时间、样品尺寸和测量仪器的标定系数计算热导率。
2.误差分析。
对测量结果进行误差分析，包括系统误差和随机误差。
根据实验条件和材料特性评估误差来源和影响。
3.结果评估与讨论。
将测量结果与文献数据或理论计算结果进行比较，并对结果进行讨论。
讨论可能的误差来源和改进方法。
结论：热导率测量实验是评估材料热传导性能的重要手段。
实验前的准备工作和仪器调试对于数据的准确性和可靠性至关重要。
在实验过程中，需注意温度控制、数据采集与处理的精度。
最后，对实验结果进行数据分析和讨论，评估所得结果的可靠性。
通过热导率的测量，我们可以更好地理解材料的热传导机制，为材料科学和工程提供有价值的参考。
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(3) 对试验进行了误差分析, 得出了最大相对误差为 4% , 说明试验所得的数据能够满足工程设计的需 求。
参 考 文 献
[ 1 ] GJB 1875- 94, 中华人民共和国国家军用标准 [ 2 ] T seng Chung jen, Yam aguch iM a sah ito, T herm a l conductivity of po lyu rethane foam s from room tem p era tu re to 20K.
第 2 期 杨春光等: 聚氨酯泡沫液氮温度下热导率的测量 2 7
为了最大程度上减小误差, 我们做了五组数据, 最后取平 均值得到蒸发率 5 v 为 3. 3713×10- 5m 3 s。把各个数据带入式 ( 3) , 计算得到此聚氨酯泡沫的热导率为 0. 86×10- 2W m · K。
不计。因此, 聚氨酯硬泡在液氮温度下主要的传导方式将取决于气体热传导和固体热传导, 研究[4]表明, 目前
聚氨酯泡沫中存在的主要气体是 CO 2、HCFC、141b 和 R 141b, 而在材料中气体占有较大的体积比例, 且这些 特定的气体的导热系数很低。另外固体导热主要来源于晶格的震动和自由电子的移动, 用来制作聚氨酯泡沫
2 测试原理
测试热导率一般可分为稳态法和非稳态法, 本文采用稳态法中的径向热流法进行测量。将傅立叶定律应
用于一维、径向、稳态的圆筒壁, 得到导热系数为: Κ= Q ln (d 2 d 1) [ 2ΠL (T 2 - T 1) ]- 1
(1)
各个参数意义如下: Κ: 导热系数,W (m ·K) ; Q : 热流量, J; d 1 : 试验段内径, m ; d 2 : 试验段外径, m ;
22: 47 23: 07
2554. 32 2608. 44
01. 07 01. 27
2871. 60 2911. 86
23. 18
1. 01×105
28. 68
21: 07 2233. 88 23: 27 2659. 30 01. 47 2951. 84
21: 27 2304. 82 23: 47 2705. 40 02. 07 2992. 02
L : 试验段高度, m ; T 1 : 试验段的内表面温度, K; T 2 : 试验段外表面温度, K。
在圆筒壁的内孔放置液氮作为冷源, 使热流方向向里, 利用液氮的蒸发量可以算出式 (1) 中的热流量。
Q= v
Θ0
T0 p0
5V
p
T
(2)
式中各参数意义如下: v : 标准状况下液氮的气化潜热, J Kg; Θ0 : 标准状况下气氮的密度, kg m 3; T 0 : 标准
6 讨论
6. 1 各种因素对热导率的影响
聚氨酯泡沫的绝热性能主要取决于材料的泡孔结构和填
图 3 蒸发率与时间的关系曲线图
充在泡孔气体的导热性质以及这些气体的渗透扩散性。根据有 关理论研究[2], 泡沫材料的热传导性基本有 4 种途径, 即气体
传导 qcg 、对流 qv 、固体传导 qcs 和辐射传导 qr , 这 4 种传导方式的总和即构成了材料总的导热能力, 即总的
Ξ 收稿日期: 2003- 11- 03 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
2 6 低 温 与 超 导 第 32 卷
其中 x 1, x 2, …x n 是相互独立的变量。 那么 y 的不确定度 ∆y 用下式计算:
∆y
y
=
5y 5x 1
2
∆x
2 1
+
5y 5x 2
2
∆x
2 2
+
…
5y 5x n
2
∆x n2
(4)
式中 ∆x 1, ∆x 2, …, ∆x n 为 x 1, x 2, …, x n 的不确定度, 满足使用此式的条件也就是均具有相同的几率。由此
t
5 v (L ) T 2 (℃)
p (Pa)
T (℃)
19: 47 1914. 74 22: 07 2436. 32 24: 27 2791. 28
20: 07 2000. 52 22. : 27 2497. 12 24: 47 2831. 50
20: 27 20: 47
2081. 68 2159. 52
好的外表皮层或外饰层, 在使用中, 聚氨酯泡沫体很容易受到水分的侵袭而使其绝热性能受到很大的影响。
试验中也体现了这一点, 如果不隔离试样外表面凝结的冷凝水, 导热系数将有所增加
6. 2 误差分析 系统中湿式气体流量计容量为 5L , 精度为±1% , 温度计的精度为±0. 1K, 水位压差计的精度为±1% ,
Κ= v
Θ0
T0 p0
5v
p T
ln d 2 d1
[ 2ΠL (T 2 - T 1) ]- 1
(3)
3 试验装置[ 1 ]
3. 1 量热器 量热器由铝合金管、隔板、连通管焊接而成, 经 300kPa 压力试验没有出现泄漏现象。为了最大限度地降
低轴向露热, 量热器分为三部分: 上保护量热器、下保护量热器和主量热器。 结构示意见图 1。
的材料是各向异性的非导体, 从而没有自由电子和晶格, 所以固体热传导是很微弱的, 所有这些使得硬质聚
氨酯泡沫材料具有良好的绝热性能。 本次试验所使用的改性材料其闭孔率在 95% 以上, 具有极低的热传导
系数, 比同类绝热材料的导热系数都低, 显示出了优良的绝热性能。
聚氨酯硬泡的绝热性能还与外界条件有关。随着时间的推移, 包覆在泡孔空穴中的气体将会逐渐渗透扩
式得出导热系数 Κ的不确定度为:
∆ΚΚ=
∆5 v 5v
2
+
∆∃ T ∃T
2
+
∆p
p
2
+
∆T
T
2
+
∆L
L
2
+
∆d 2 d 2 ln (d 2 d 1)
2
+
带入数据进行计算得: ∆Κ≈ 4%
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散。 其中 CO 2 具有很强的渗透扩散性, 从而材料中的 CO 2 会越来越少, 而空气将逐渐渗透到材料中, 空气的
导热能力要比以上四种气体大得多, 从而导致了材料的导热系数将会随着时间的延长而逐渐提高。环境湿度
对聚氨酯绝热材料的保温效果也有较大影响。 由于水的导热系数比聚氨酯泡沫体要高 20 多倍, 如果没有良
C ryogen ics, 1997, (37) : 305～ 312 [ 3 ] Skochdopo le R E, T he therm a l conductivity of foam ed p la stics. Chem. Eng. P rog. , 1961, (57) : 55～ 59 [ 4 ] Inam o to M , P riva te comm un ica tion. N ich ia su Co. L td, Tokyo , J ap an, 1997 [ 5 ] K line S J , et a l. D escrib ing uncerta in ty in sing le- sam p le exp erim en t. M echan ica l Eng ineering, 1953, 75 (1) : 3～ 8
摘要: 运用稳态径向热流法对液氮温度下聚氨酯泡沫的热导率进行了测定, 根据 GJB 1875- 94 建立的试验装置确保了 使用径向量热法的前提条件。 在液氮温度下聚氨酯泡沫的热导率可以达到 0. 86×10- 2W m ·K, 结果表明: 此材料在液 氮的输运系统中是一种优良的绝热材料。另外, 对聚氨酯泡沫的导热机理进行了讨论, 最后对试验进行了误差分析, 得到 的最大相对误差为 4%。 关键词: 聚氨酯泡沫 热导率 测试
21: 47 2372. 12 24: 07 2749. 92
注: 表中 t 为试验时间, 5 v 为流量计示数, T 2 为气体流量稳定后试验段外表面平均温度, p、T 分别为氮气的温度和压力。 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
图 1 量热器结构示意图
11 热交换器, 21 鼓泡器, 31 水, 41 湿式气体 流量计, 51 水位压差计, 61 温度计
图 2 气体流量测量系统示意图
4 试验方法
用游标卡尺测量试样试验段的外径。 连接气体流量测量系统, 调节好湿式气体流量计的水平位置及水 位。向量热器内加注液氮, 直至充满量热器为止, 在测试过程中保持上、下保护量热器充满液氮。在一定的时 间间隔内读取气体流量计的数值, 当各个时间段内的气体流量的最大偏差不超过±3% 时, 可以认为试样已 经达到平衡, 取 5 次读数的算术平均值作为一组数据。试样试验段内表面温度为 77K, 试样达到热平衡后, 用 点温度计测量试验段圆柱外表面的上、中、下不同点的温度 (至少 10 点) , 取算术平均值, 作为试样外表面温 度 T 2 。 记录气体流量计中蒸发气氮的温度 T 和压力 p 。 将数据带入式 (3) 计算导热系数。
测量试验段内外径的游标卡尺的精度为±0. 02mm , 测量试验段长度的钢卷尺的精度为±1mm。 对导热系数进行不确定性分析, 近而分析试验测量的误差。 对于单个试验不确定度的传递, 最常采用的