基于TPS法液体导热系数的测量

为解决常用的液体导热系数测量方法中存在的弊端,该文研制一套基于TPS法的液体导热系数测量装置.该装置采用探头压紧件,使探头始终保持竖直方向,减小液体对流对实验结果的影响,并通过不锈钢压紧件上的气体导通道排出腔体内的气体,减少气体的影响,使液体导热系数的测量结果更加准确.实验测量纯水和无水乙醇在特定温度下的导热系数,并与...     

边界热损失对TPS平板法测量物质热导率的影响

假想热源法是基于瞬态平面热源(transient plane source,TPS)法测量平板样品导热系数的理论基础,但是其没有考虑测量过程中背景材料本身的有限热阻所导致的边界热损失,从而直接影响导热系数的测量精度。该文基于假想热源法和热探测深度理论,建立一种可实现边界热损失补偿的数学模型。该数学模型揭示探头尺寸、样品厚度以及背景材料的导热系数和热扩散率对边界热损失的影响。为验证该数学模型的有效性,通过变换背景材料和探头尺寸对不锈钢、铅、45钢、Q235A.F钢、黄铜、6061铝合金、纯铝以及紫铜的导热系数进行测量。结果表明:该数学模型能够对不同的探头尺寸、平板样品以及背景材料进行有效的热损失补偿,使导热系数的测量误差从热损失补偿前的2.14%~3.49%减小到补偿后的-1.39%~0.80%,显著提高平板样品导热系数的测量精度。     

瞬态热线法导热系数测量的数值模拟

利用有限元方法对瞬态热线法导热系数测量进行了数值模拟,对各种因素如加热功率、热线半径以及实验温度等对测量过程的影响进行了分析,并将模拟得到的温升曲线与实验测量得到的温升曲线进行了比较,结果表明:通过选择适当的参数值,模拟曲线可以与实测曲线吻合得很好,实验值与模拟值的偏差小于实验结果的不确定度.本结果的获得对进一步理解瞬态热线法导热系数测量过程,提高导热系数测量技术水平具有借鉴意义.     

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.     

高温对混凝土强度及导热性能的影响研究

本文通过Hot Disk瞬态平面热源法和单轴压缩试验,对经历不同温度(25~800°C)后混凝土的导热系数、抗压强度、破坏形态随温度的变化规律进行研究。     

基于TPS法简化模型测量物质导热系数

本文基于瞬态平面热源(TPS)法测量物质导热系数的原理,针对探头温升模型中贝瑟尔函数的积分运算求解复杂的问题,修正了文献[9]中方形探头简化模型的参数,使其适用于TPS法国际标准规定的圆形探头.该模型和原有模型的误差分析表明,二者具有很好的相关性,可以替代原有模型进行导热系数的计算,而且多项式的运算效率明显高于贝瑟尔函数的积分运算效率.基于该简化模型,针对热物理性能标准材料奥氏体不锈钢和Pyroceram 9606在常温、常压下的导热系数进行了测量,结果表明,测量结果和标准值的误差分别为2.1%和1.8%,验证了该模型的有效性.     

Hot disk建模及模型精度分析

为了对瞬态平面热源技术进行准确的评估,在简化Hot disk探头结构的基础上,基于瞬态点热源格林函数法给出了Hot disk瞬态平面热源表面平均温度的理想模型推导过程;基于此理想模型并应用Hotdisk数据采集系统,针对Pyroceram 9606标准材料在常温常压测量条件下的热导率进行了计算.结果显示,计算值与Hot disk测量值的相对误差为6.17%,实际测量探头热容的存在、测量时间的延迟以及四线电阻的散热影响等因素是造成热导率测量精度下降的主要原因.     

超高分子量聚乙烯基纳米复合材料的导热性能研究

通过添加导热系数较高的纳米AIN、C纤维来制备超高分子量聚乙烯复合材料,采用Hot Disk导热系数仪测试了其导热系数,同时分析了不同添加物及其含量对导热系数的影响.结果表明,制备的超高分子量聚乙烯复合材料的导热性能有明显提高.在本实验条件下,当纤维的添加量达到20%时,复合材料的热导率为0.8969 W·m-1·K-1,比纯超高分子量聚乙烯提高了150%.     

影响纳米流体导热系数实验测试的因素

导热系数是衡量纳米流体强化换热的最重要的参数,但在不同学者的研究中,对于同一种纳米流体所测得的导热系数却有很大差别。本文针对影响纳米流体导热系数实验测量的因素进行研究,在相同的实验条件下,分别运用Hotdisk导热仪和闪光法导热仪对水基二氧化钛纳米流体的导热系数进行了测量。实验结果表明,用Hotdisk法的测量结果比用闪光法测得的高21%～34%。通过计算分析发现:自然对流是引起纳米流体导热系数测量结果多变的重要原因之一。     

冰生消过程体系导热系数动态变化特性

本文利用基于瞬变平面热源技术的Hot Disk热常数分析仪研究了冰生消过程中导热系数的变化规律。根据体系状态的变化,冰的生消过程可以分为5个阶段:未结冰过程(纯水)、结冰过程(冰水混合)、纯冰过程、融冰过程(冰水混合)、完全融解(纯水)。实验温度从10.3℃降至-11.0℃,然后再升至10.3℃,5个阶段中测得的导热系数分别为0.592~0.669 W/(m·K)、0.603~2.284 W/(m·K)、2.019~3.106 W/(m·K)、0.611~1.945 W/(m·K)和0.596~0.598 W/(m·K)。结果表明:水结冰融冰过程中,体系导热系数发生动态变化,并且体系导热系数值可能不是纯冰或冰水混合物的导热系数;当温度接近冰点时,水或冰的结构可能改变,导致体系导热系数突变。由于冰和水的密度不同,在结冰融冰过程中体系局部微环境的冰水两相可能存在微弱的自然对流,进而影响体系的导热系数。在实际生产活动中冰的生消过程一般接连发生,考虑体系导热系数动态变化的因素,可以避免热平衡失调影响生物环境或涉冰构筑物结构性能。