低导热率材料测量装置研究

采用保护热板法在室温至80℃温度范围内对标准参考物质进行了多次导热率测量,同时也对实验材料实施加热保护的热平板法稳态测量导热系统装置进行了数值模拟分析.     

防护热板法装置热板功率损失的补偿方法

在防护热板法装置中,沿整个隔缝的温度分布是不均匀的,导致热板与护板间的功率损失,影响导热系数测量的准确度.针对该问题提出一种补偿方法,通过计算热板功率损失修正热板功率,使修正后热板的功率准确反映理想一维条件下流过试件的热流量,从而提高导热系数测量准确度.实验结果显示,通过提出的补偿方法测得的导热系数准确度达到±2!,有效地解决了由于隔缝温度不平衡而造成的测量导热系数不准确的问题.     

关于平板导热仪加热功率测量问题的探讨

正一、平板导热仪加热功率校准问题的提出平板导热仪主要应用在建筑检测实验室,用于对建筑材料的导热系数进行测量。根据国家标准GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》之3.5.3条款可知,导热系数的计算公     

导热系数测量系统的数值模拟

对中国计量科学研究院的稳态保护热平板导热系数测量系统的温度场分布进行数值计算,并在此基础上对实验材料内测温点的选择进行了分析.结果表明,测温点复盖了实验材料内温度的最低和最高点,且呈线性分布,满足实验材料导热系数测量所需温度梯度测量的要求.此外,对热流密度测量的探讨发现,热流密度测量范围的确定是实现精密测量导热系数的关键.     

金属反射型保温材料导热系数的测定

根据稳态法测量导热系数原理,设计了一套稳态导热系数测量装置,利用自动控制技术实现实验过程的可控性。通过与导热系数参比块的测量校对,该装置测量结果的准确度达到标准要求。并利用此测量装置对压力容器金属反射型保温层试样的导热系数进行了测定,测定温度在80～220 ℃范围内,测量误差小于1.3%,导热系数值由0.040 W/(m·K)变化到0.053W/(m·K)。     

利用稳态法测定不良导体的导热系数

测定不良导体的导热系数需要测出传热速率,利用稳态法可将传热速率的测量转换为测量散热铝盘的冷却速率,指出了稳态法测定导热系数的方案。利用Matlab分析温度随时间变化的函数,并用该函数对时间的一阶导数求出冷却速率。得到温度、时间、冷却速率各量之间的关系图象,给出样品材料导热系数的实验结果。     

高温导热系数仪测量硅酸铝板的测量不确定度评估

介绍了一套防护热板法导热系数测量装置,采用耐高温不锈钢板加工护热板与计量板,热电堆控制量护温差,PT100型铂电阻温度传感器控制温度,金属杆式二等标准铂电阻温度计测量样品热面与冷面的温度,安捷伦3 458A多功能数字表测量0.01Ω标准电阻与计量板加热器电压计量板的热量,冷板上安装位移传感器实时测量受热样品的厚度.测量装置的工作温度高达500℃,装置温控精度大约为0.01℃,研究了不同温度下硅酸铝板的导热系数,测量500℃条件下硅酸铝板的导热系数为0.164 3W/(m·℃),测量装置的测量不确定度主要来源于计量面积、样品厚度、冷板与热板温度和热流等,相对测量不确定度为1.8%.     

基于智能算法的平板导热系数测量仪

平板式导热系数测量仪是根据傅立叶导热定律。能够提高导热系数的精度及测试的效率,加热器控制算法是来自改进遗传算法的PID。运用改进的遗传算法去寻优确定PID参数Kp、Ki、Kd。这样的话缩短了测试周期,并使导热仪的测试效率得到提高,更能让虚拟仪器平台提高了测量处理的自动化和智能化程度。结论:导热系数的测试精度与效率,在应用此测量仪得到提高。     

导热系数测试仪校准方法研究

根据防护热板法导热系数测试仪的原理和特点,在理论研究和实践测试的基础上,提出了一种通过精密表面温度计和导热系数参比板来校准其基本示值误差的方法.该方法测量简便,测量值稳定可靠,可溯源至国家计量基准,同时根据传热方程导出了基本误差的计算公式,对实际校准工作具有一定的参考价值.     

保护热板装置的近代发展与国际比对介绍

本文主要对欧美等国家重点实验室保护热板装置的近代研究成果进行了回顾,可以看出保护热板装置虽然已有较长的发展历史,但仅在最近几年操作容易性和测量精确性方面才取得实质性的提高;此外,为验证各国保护热板装置的测量可靠性和准确性,在英国国家物理实验室的倡导下,利用选取的4种代表性参考物质,对其导热系数测试结果进行了国际实验室比对,结果表明在固定温度点297.15K时,两组反常的测试数据除外,4种参考物质测试值实验室之间的不同均在±1.4%以内.     

散热方法对材料导热系数测量的影响和不确定度分析

文章讨论了用稳态法测量橡胶材料的导热系数的过程中,如果散热方法不同.稳态时材料的上下表面的温度就不同;测量散热盘的冷却速率的方法不同则得到的散热速率就不同.在三种不同的散热速率测量中,当散热盘在自然环境中散热时测得的导热系数的精度较高.     

测温孔对保护热板法测量导热率的影响

以保护热平板法测量保温材料导热率的测量装置为基础,采用数值模拟方法,对冷、热板上开设测温孔前后两种情况的温度分布进行了三维模拟计算,对其截面上的温度梯度进行了对比分析.结果显示,开设测温孔前、后计算得到温度梯度的相对偏差仅为0.16%,远小于保护热板法测量材料导热率1%相对标准不确定度.这一结果表明,测温孔的开设,对材料导热率测量的影响很小.     

固化吸附剂导热系数测量参数选择

在开发高导热吸附剂过程中经常需要测量材料的导热系数,稳态平板法测量导热系数因方法简单直接而应用广泛.通过数值模拟和实验发现侧面散热对导热系数测量影响很大,采用大空间自然对流换热实验关联式对试验数据处理公式进行修正,可得到较满意的实验结果,并进一步研究了热源温度、样品厚度、试样导热系数对侧面散热的影响.为减少侧面散热以及热电偶波动对测量结果的影响,并考虑到试样加工难易程度,就所用实验装置而言,试样厚度在12mm较为适宜,热源温度选用55℃较为适宜.     

瞬态热线法液体导热系数测试系统的研制

根据瞬态热线法测量导热系数的原理,研制了测量装置和数据采集系统.利用阳极氧化的方式,在热线表面进行绝缘处理,使其能够适用于导电性或者极性物质的导热系数的研究.为了检验该系统的性能,在常温常压下对蒸馏水的导热系数进行了测量.测试结果表明,该系统能够满足导热系数测试的需要.     

保护热板装置的近代发展与国际比对介绍

本文主要对欧美等国家重点实验室保护热板装置的近代研究成果进行了回顾 ,可以看出保护热板装置虽然已有较长的发展历史 ,但仅在最近几年操作容易性和测量精确性方面才取得实质性的提高 ;此外 ,为验证各国保护热板装置的测量可靠性和准确性 ,在英国国家物理实验室的倡导下 ,利用选取的 4种代表性参考物质 ,对其导热系数测试结果进行了国际实验室比对 ,结果表明 :在固定温度点 2 97.15K时 ,两组反常的测试数据除外 ,4种参考物质测试值实验室之间的不同均在± 1.4 %以内。     

保护热板法测量参考物质导热率的研究

保护热板法是测量绝热材料导热率的一种绝对方法.介绍了实验装置的测量原理以及实验过程,采用德国国家物理技术研究院(PTB)的参考物质,在此装置上进行导热率测量实验.与欧洲十七个国家实验室和研究机构的测量结果进行了对比,该装置测量的结果处于比对结果的中间,合成相对标准不确定度为0.8×10-2.结果表明,该装置对此参考物质的测量结果具有较好的可靠性.     

防护热板法导热仪的温度控制

导热仪的温度测量和控制水平不高是导致测量结果产生偏差的重要原因。防护热板导热仪具有较大的热惯性,需要被控制温度的单元多,彼此有热传递作用,形成非线性的相互干扰,如果控制参数的整定不合适,系统各个单元的温度就会随时间波动。在国产精密工业温度计、测温仪、直流电源,LabVIEW虚拟PID控制器构成的导热仪温控系统上,分段优化整定导热仪系统PID控制参数,并研究了导热仪各部件温度控制顺序对整体控温效果的影响。实验结果表明在常温至400℃的范围,导热仪各个单元的温度被长时间稳定控制在±0.01℃以内,此参数整定方法可满足高精度防护热板导热仪的技术要求。     

硅锗超晶格薄膜界面热传导的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法(NEMD)对超晶格薄膜导热系数与界面晶格失配的关系进行了研究,并就晶格失配使导热系数产生极小值的原因进行了分析.模拟是在加温度梯度的系统中进行的,固定周期长度;其中采用热流修正,分层考虑的思想使系统稳定.模拟结果揭示了,当温度固定时,界面处晶格失配对超晶格薄膜热传导性能的下降有贡献.结果中也发现,当失配程度增大到一定值后,热传导系数出现极小值,经初步分析为声子传播模式不同引起.     

基于热成像的软包锂电池导热系数测试方法

为给软包锂电池热设计提供准确的导热系数值,提出了一种基于热成像技术的测试方法。通过热像仪记录电池表面温度场的演变数据,可同时反演电池的纵向和面向导热系数,避免了传统接触式表面测温引入的不确定因素。测试了多块不同规格的三元聚合物软包锂电池样品,并对其中一种样品进行了稳态法导热系数测量作为参考。结果显示,纵向和面向导热系数测试的相对标准差均在3%以内,纵向导热系数的测试结果与稳态法测量结果的相对偏差为3.1%,表明该方法具有较高的可靠性,可为电池的热设计提供参考。     

热线法快速测量微粒导热系数的研究

简述了热线法快速测量固体微粒导热系数的原理,设计制作了实验系统.用实验装置测量了沙子和氧化铝粉末的导热系数.针对测量数据进行综合处理,测试结果与有关文献提供的数据基本相符,实验证实使用该方法和装置测定固体颗粒的导热系数可行.最后提出装置的发展与改进.