基于飞思卡尔和TPS技术的导热仪测控系统的开发

导热系数是衡量材料热物理性质的重要参数,关系到材料在化工、能源、生物等很多领域内的应用,尤其在节能材料的研究中起着重要的作用。导热系数的常见测定方法有稳态法和瞬态法,瞬态平面热源法是一种新的瞬态测试方法,具有可测试的试样种类多,导热系数范围大,测试时间短,测试精度高且试样制备简单等优点。本文旨在设计一种测试系统,以飞思卡尔单片机为数据采集、计算和控制单元,利用瞬态平面热源法测量材料导热系数,针对现有的防护热板法、热线法和热带法等的固有缺点进行了改进。该方法中,探头既被用作加热的热源,又被用作温度传感器,通过测试探头电阻的变化,就可得到探头表面温升值,从而计算出试样导热系数。     

含水率与孔隙率对粉煤灰传热性能影响

以粉煤灰传热为研究对象,选取不同含水率和孔隙率粉煤灰试样,建立自主研制的两侧恒温差立方体实验台,对阜新市热电厂的漂珠型粉煤灰进行温度实验测试;根据半无限大物体导热原理,采用非稳态法对试样有效导热系数进行计算,研究含水率与孔隙率对粉煤灰传热性能的影响。引入Brinkman-Forchheimer扩展Darcy模型进行修正,考虑流体密度随温度变化,局部热平衡,建立二维粉煤灰传热数值模型,完成试验与模型互相验证。结果表明:孔隙率为0.26时,随着含水率增加,粉煤灰的有效导热系数由0.24增大至0.27,保温隔热性能变弱;孔隙率增大有利于粉煤灰保温隔热性能的提高,其有效导热系数由0.25降低至0.19;含水率变化对压实型粉煤灰内部热传输方式影响不大,热传输方式为热传导;疏松型粉煤灰热传输方式以导热为主,有轻微对流换热迹象,粉煤灰内传热应考虑孔隙率变化对其影响。     

基于鼓膜法的薄膜力学性能测试研究

采用自行研制的鼓膜实验装置,结合迈克尔逊激光干涉位移测量技术,获取薄膜的变形值与压力值之间的关系曲线,以实现薄膜试样力学性能的测试.对鼓膜法测试薄膜力学性能的现状做了评述;对实验原理以及装置设计进行论述;进行实验测量,并对实验结果进行有限元分析与仿真.对纯铝薄膜(纯度99.9％,厚为210 μm)进行鼓膜实验,测得其弹性模量E为68.3 GPa,与资料结果基本一致,说明研制的鼓膜实验装置测量薄膜力学性能方法切实可行.实验装置对于在微/纳机电系统(MEMS/NEMS)中广泛应用的薄膜材料的力学性能表征具有十分重要的意义.     

基于C8051F040单片机的导热系数自动测量仪的研制

介绍了以高速单片机C8051F040为核心,基于稳态比较法测量原理的导热系数自动测量装置。在阐述测量原理的基础上,详细介绍了测量装置的构成和各部分的硬件实现原理,给出了软件设计要点,探讨了提高测量精度的可能途径。使用表明,该仪器可快速测量常温下的硬质圆柱型固体材料的导热系数,重复精度达到了5%,具有一定的应用价值。     

修正型平面热源法导热系数测定仪的设计

在传统的瞬态平面热源法导热系数测定仪的基础上,改进设计了新型加热与温度测量探头,研究了半无限大平面在被加热时的瞬态热传导问题,建立了平面热源法的数学修正模型,并采用数学迭代与回归分析的数据处理方法,实现了采用修正型平面热源法的导热仪对材料吸热系数和导热系数的同时测定。测试实验数据表明:仪器测量精度可达5%,测量范围为0.003～40 W/(m.K),并且可以对单试件等不具备传统瞬态平面源法测定条件的材料进行测定和试件的在线测定。     

用微弱信号检测方法测量高导热系数

用热线法测量建筑、保温材料的导热系数是当前评价建材制品导热性能的一种快速、有效的方法,受到了各国的重视。针对该方法在测量高导热系数材料或制品时遇到热电势过小,干扰噪声影响测量精度的困难,采用微弱信号检测中一些行之有效的方法(包括多次积累平均方法),成功地解决了对高导热系数的测量,使导热系数的测量上限达到1W/m·K,满足了高导热系数建材及制品的测量要求。     

一种新型气体导热系数测定装置的研制

探讨的是一种用热线法测定气体热系数的装置，该装置巧妙利用测量室钨丝的温度和加热功率之间的关系，避开了温度测量，并且设计了一个非平衡电桥，从而保持整个测量室温度梯度不变，为了减少气体对流对传热的影响，测量必须在低气压下进行，然后通过线性外推求算结果，用该装置通过对空气导热系数的测量，理论值和实验值符合得相当好。     

土壤源热泵中土壤导热系数测定系统设计

土壤导热系数是土壤源热泵中地下埋管换热器设计的重要参数,其大小对钻孔深度与个数有显著影响;针对土壤导热系数的测定对土壤源热泵系统设计的重要性,利用电加热法研制了土壤导热系数测定系统;系统的控制部分基于先进的LonWorks现场总线技术,并结合DDE标准与Visual Basic数据库开发技术构建;整个系统包括控制器的软硬件设计以及上位机监控软件设计;系统根据实验条件对输入功率进行了精确地控制,实验获得的数据满足进行土壤导热系数计算的需要。     

估算低压纯气体导热系数方法的评价及改进

导热系数是有机物的重要物性数据之一,也是化工过程模拟与优化建模中不可或缺的参数。尽管文献中有部分化合物导热系数的实验值,但很多物质的导热系数不能由实验获得,往往是通过建立数学模型来估算。这里主要对估算低压纯气体导热系数的方法进行了归纳和研究,并对一些方法存在的问题进行了说明及改进。主要介绍了Chung法、Eucken关系式法、改进的Eucken关系式法和Stiel-Thodos法的原理、优缺点及应用范围;并利用这些方法估算了100种化合物的导热系数值,将这些估算值再与温度关联式所计算的结果进行比较。结果表明Chung法是估算导热系数较之其它精确。同时对Chung法进行改进,得到Chung法的18种常用酸性化合物的k值,扩大了方法的应用范围。     

保温材料导热系数的自动化测量

该实验实现对保温材料导热系数自动化的测量.把热电偶传感器采集到的信号经过处理,由采集卡将处理后的信号采集到计算机内,应用Labview软件对该信号进行数据处理,从而测算出保温材料的导热系数,并以此方法测定几种保温材料的导热系数.