導熱系數的測量方法-瞬態(tài)熱線(xiàn)法
點(diǎn)擊次數：7151 更新時(shí)間：2023-12-26
瞬態(tài)法
瞬態(tài)法是一種用于測量流體(包括液體、氣體)導熱系數的方法，具有速度快、精度高的特點(diǎn)。
導熱系數是表征材料導熱性能優(yōu)劣的物性參數，其數值取決于物質(zhì)的種類(lèi)及物質(zhì)所處的壓力、溫度狀態(tài)。確定物質(zhì)導熱系數可以采用理論和實(shí)驗研究?jì)煞N方法，一般而言，實(shí)驗測量更為準確。實(shí)驗測量方法可以分為穩態(tài)法和非穩態(tài)法兩大類(lèi)。瞬態(tài)法屬于其中的非穩態(tài)法中的瞬態(tài)熱流法。瞬態(tài)法測量又可分為單和雙兩種方法。
穩態(tài)法的特點(diǎn)是實(shí)驗原理簡(jiǎn)單，但電氣控制和調節線(xiàn)路比較復雜。
非穩態(tài)法的導熱微分方程比較復雜，邊界條件也難以確定，但具有測量時(shí)間短、測量準確等優(yōu)點(diǎn)。非穩態(tài)法可以分為周期熱流法和瞬態(tài)熱流法兩大類(lèi)，目前常用的測定導熱系數的瞬態(tài)熱源法與瞬態(tài)法均屬于瞬態(tài)熱流法，瞬態(tài)熱源法分為瞬態(tài)熱帶法(Transient Hot Strip)和瞬態(tài)熱盤(pán)法(Transient Plane Source)主要用于固體導熱系數的研究，瞬態(tài)法主要用于液體導熱系數的研究。其中的瞬態(tài)法是目前*的測量導熱系數的方法。
瞬態(tài)法可用于測定固體、粉末和流體的導熱系數，適用于各向同性和各向異性材料?？蓽y量的溫度范圍從低溫到大約1800K。
瞬態(tài)法的理想模型為無(wú)限大介質(zhì)中的徑向一維非穩態(tài)導熱問(wèn)題，具體為無(wú)限長(cháng)的在無(wú)限大介質(zhì)中處于初始熱平衡狀態(tài)下受到瞬間加熱脈沖而引起的熱傳導過(guò)程。瞬態(tài)法的測量時(shí)間極短，在流體發(fā)生自然對流之前就可以完成測量，因而可以避開(kāi)對流的影響。此外，瞬態(tài)法的適用范圍極寬，除了稀薄氣體及臨界附近外都可以進(jìn)行測量。
相對固體來(lái)說(shuō)，液體導熱系數的研究更為復雜。由于瞬態(tài)法測量液體和氣體的導熱系數時(shí)，測量時(shí)間極短，通常只需要測量幾秒鐘，*可以避開(kāi)對流的影響，所以被*為是的液體或氣體導熱系數測量方法，而且其適用范圍極寬，除了稀薄氣體及臨界附近外都可以進(jìn)行測量。如果對采集系統進(jìn)行設計，瞬態(tài)法還能同時(shí)測量流體的熱擴散系數，這樣利用已知的密度數據就可以得到流體的比熱容數據。
西安夏溪電子科技有限公司在法測量液體導熱系數方面具有多年的研發(fā)經(jīng)驗，所開(kāi)發(fā)的法液體導熱系數測量?jì)x能充分發(fā)揮法在液體導熱系數測量方面的優(yōu)勢，可以幫助用戶(hù)快速、準確的獲得被測物質(zhì)的數據。
導熱系數儀是一種用于測量材料導熱性能的儀器。它被廣泛應用于材料科學(xué)、建筑工程、電子設備等領(lǐng)域，以評估材料的導熱性能和優(yōu)化設計。
導熱系數(也稱(chēng)為熱傳導系數或熱導率)是描述材料導熱性能的物理量，表示單位時(shí)間內單位面積上的熱量傳導量。導熱系數儀通過(guò)測量材料在穩定狀態(tài)下的熱傳導，來(lái)確定材料的導熱系數。
導熱系數儀的基本原理是根據熱傳導定律，利用傳熱試樣的溫度分布和傳熱參數，計算材料的導熱系數。該儀器通常由以下幾個(gè)主要組成部分構成：
1.傳熱試樣：傳熱試樣是導熱系數儀中最重要的部分。它通常采用具有良好導熱性能的材料，如金屬或陶瓷，并具有特定的幾何形狀。傳熱試樣的形狀和尺寸會(huì )對導熱系數測量結果產(chǎn)生影響，因此需要根據具體要求進(jìn)行選擇。
2.熱源和冷源：導熱系數儀需要提供穩定的熱源和冷源，以維持傳熱試樣的溫度差。常用的熱源包括電阻絲加熱器或恒溫水浴，而冷源則通常采用制冷機或循環(huán)水系統。熱源和冷源之間通過(guò)傳熱介質(zhì)(如空氣或液體)傳遞熱量。
3.溫度測量裝置：為了確定傳熱試樣的溫度分布，導熱系數儀通常配備多個(gè)溫度傳感器。這些傳感器可以直接接觸傳熱試樣表面或安裝在其附近，以測量不同位置的溫度。常見(jiàn)的溫度測量裝置包括熱電偶、熱敏電阻和紅外線(xiàn)測溫儀等。
4.控制與數據采集系統：導熱系數儀需要一個(gè)精確的控制系統來(lái)保持熱源和冷源的溫度穩定，并記錄溫度傳感器的讀數。這可以通過(guò)微處理器或計算機來(lái)實(shí)現?？刂葡到y還可用于自動(dòng)計算導熱系數，并輸出結果。
使用
導熱系數儀進(jìn)行測量時(shí)，首先將傳熱試樣安裝在熱源和冷源之間，并建立穩定的溫度梯度。然后，通過(guò)測量不同位置的溫度，計算傳熱試樣表面上的溫度變化率。根據熱傳導定律，可以利用這些數據計算出材料的導熱系數。
