真空热流法测定不良导体的导热系数

以恒定导热原理为基础,选用由温度表和温差电偶组成的温度测量装置,在真空环境下测量试样上下压杆对称位置的温度、有效传热面积和试样的厚度,通过计算机计算试样的导热系数.与传统的稳态法比较,采用真空热流法测定导热系数,材料内部的温度分布很快达到稳定,可以减小测量过程中试样及上加热盘和下散热盘侧面散热产生的影响.     

强制对流条件下侧面散热对导热系数测量的影响

由于在实验过程中需要打开风扇因此侧面散热是平板法测量材料导热系数时不可忽略的一个问题,本文针对这种强制对流条件,根据传热理论得到合理的强制换热系数,研究了系统的侧面散热对测量结果的影响。研究结果表明,相比于加热盘的侧面散热,样品盘和散热盘侧面的散热对实验结果影响更大,这种影响对外界环境温度的变化并不敏感。如果采用自然对流条件进行模拟,散热盘的稳定温度值比实验值高出约17℃。虽然这种偏差会随着室温的升高而减小,但不可忽略。     

“稳态对比法”测量不良导体的导热系数

以稳态法的实验装置为基础,通过调节加热源的电压保证待测样品及标样的散热盘的散热温度(电压)相同,记下加热盘和散热盘的温度(电压),根据傅里叶导热方程,以及标准样品的导热系数直接获得待测样品的导热系数.该方法避免了传统方法因散热盘散热过程的理论处理及数据读取引入的误差.     

导热系数测定过程中下铜板散热速率的理论计算

采用传热学的相关理论,对稳态法测量导热系数实验过程中下铜板的散热速率进行了计算,并与实测结果进行对比分析。     

两种常见误操作对导热系数测量的影响

通过模拟导热系数测量中的两种常见误操作,分析了误操作对导热系数测量的影响.结果表明,样、盘未对齐5~10%时,导热系数减小1.1~6.7%;低于稳态3~4℃测试时,导热系数减小35.8~45.3%.实验中,误操作加剧了两盘的温差并且减小了散热盘稳态处的曲率,导致导热系数减小.分析误操作有助于优化实验方法,能更好地指导高校实验教学.     

热源温度对导热系数测量的影响

基于稳态平板法研究了不同热源温度对橡胶样品的导热系数测量值的影响。利用多项式拟合法对实验数据进行处理和分析,并将实验值与公认值相对照。结果表明,热源温度为60℃是最合适的,在此温度下实验的实际总耗时相对较短,并且导热系数测量值最准确,其相对不确定度最小。     

基于DISLab温度传感器的导热系数测定

对采用热电偶测量导热系数的实验进行改进,利用DISLab温度传感器测金属盘达到平衡的温度和散热盘的温度,解决了传统的导热系数测定时误差较大的问题。实验表明,该实验操作简单,精度高,具有明显的优势。     

周期热流法测量薄膜材料热扩散率的二维效应分析

符号表A无量纲温度幅值L。热扩散长度。1二维效应作用区边界AD温度幅值。试样表面法向Yd样品无量纲厚度AO特征温度q热源热流。材料热扩散率C材料体积比热容qb热源热流幅值。”测量热扩散率d样品厚度T试样上某点温度A材料导热系数h表面等效换热系数几边界温度p温度相位He无量纲换热系数。。光源边界。测量角频率1前言使用周期热流法测量薄膜材料面向热扩散率的基本原理如图1所示，调制光对试样加热，遮光板沿V方向以一定速度V移动，引起试样上热源边界l变化，假设没有热损失，试样上经历沿。方向的一维导热过程，则热电偶测得之温度幅…     

测量导热系数实验的改进

针对导热系数测量实验等待稳态时间过长的问题,提出了改进的方法,即将热源初始设定为高温模式,使待测样品快速吸收达到目标稳态所需的热量,再将热源设定温度切换回目标稳态常用的温度设置.该方法能将等待稳态所需的时间缩短一半以上(仅需37min),提高了实验效率.同时指出了热源从高温模式切换回低温模式时机的选择会影响等待稳态所需的时间,但对导热系数测量值几乎没有影响.     

计算导热系数的新公式

在传统的一维传热模型下导热系数的计算公式误差较大.本文通过建立试样内部的三维传热模型,更为科学地考虑了侧壁散热的影响,推导出了计算导热系数的新公式.以橡胶为研究材料进行实验,证明了新公式的合理性.引入影响因子P来衡量侧壁散热对系统的影响程度,分析得到P值随着试样厚度增加而增大.