熱線法測量導熱系數的原理
點擊次數：5753 更新時間：2022-01-05
瞬態(tài)法是導熱系數研究領域內*的測量導熱系數的方法，也是導熱系數研究領域內研究zui多、zui完善的方法。
1931 年，Stâlhane 和 Pyk 利用瞬態(tài)法測量了固體和粉末以及一些液體的導熱系數， 開創(chuàng)法測量材料導熱系數的先河。到現在，瞬態(tài)法已經發(fā)展到非常完善，能夠測量液體、氣體、納米流體、熔融鹽和其他固體等。法因為其廣泛的應用范圍廣和較低的測量不確定度等優(yōu)點使其在導熱系數測量眾多技術上是*的。目前，法應用于液體、氣體和固體測量中，不確定度可小于1%，而對于納米流體和熔融鹽的不確定度小于2%。
瞬態(tài)法的理論基礎是無限大介質中的徑向一維非穩(wěn)態(tài)導熱問題，其原理為將一根很細的金屬絲置于待測物質中，當對細絲施加恒定的熱流時，細絲的溫度不斷升高，同時絲的電阻不斷增大，熱量的傳遞是通過絲向包圍在其周圍的物質進行傳導作用實現的，因此熱量傳遞的快慢就與物質的導熱系數有關，反映為絲的溫度隨時間的變化上，從而計算得到待測物質的導熱系數。
其理想模型為：在無限大的各向同性流體中置入直徑無限小、長度無限長、內部溫度均衡的線熱源，初始狀態(tài)下二者處于熱平衡狀態(tài)，突然給線源施加恒定的熱流加熱一段時間，線熱源及其周圍的流體就會產生溫升，由線熱源的溫升即可得到流體的導熱系數。
由得到的理想溫升與加熱時間的對數的線性關系后，即可獲得導熱系數。由于實際測量過程不可能*達到理想模型而只能盡可能的接近，所以為了獲得準確的導熱系數，就需要對各種非理想因素進行分析，以采取相應的補償措施，使具體實驗條件盡可能達 到理想模型的假設條件。
