瞬态平面热源法仪器测试不同温度下织物导热系数的研究
PLA热性能参数的研究
目前 ，塑料基 本上 都是 用不 可再生 的石油 和 天然
却 时间影 响着 制品 的生产效 率和 质量 ，冷却 过程所 经
气 加工 而成 的 。绝 大 多数使 用后 的废 旧塑料 由于填 埋 使 土 壤 退 化 ，给 世 界 带 来 了 巨 大 的 环 境 压 力 。２０ ０５ 年 ，美 国的塑料 回收 率 不 到 １％ … 。可 降 解 聚 合 物 ０ 成 为缓 解 固体废弃 物 问题和 减轻包 装材 料对石 油基 塑
工艺 条件
注 射 温度 ／ ℃
图 ２ Ｐ Ａ 比热 容 三 线 图 Ｌ
Ｆ ｇ２ Ｔ ｅ ｔｉ ｎ ａ ｈ ｒ ｏ ｐ ｃｆ ｅ ｔｃ ｐ ｃｔ ｉ ｈ ｒ ｉｅ ｒｃ ａ ｔ ｆｓ ｅ ｉ ｃ ｈ ａ ａ ａ ｉ ｌ ｉ ｙ
由图 ２可 以 看 出 ，在 所 测 定 温 度 范 围 内 （ ０— ４
料 依赖 的措 施之一 。聚乳酸 （ Ｌ Ｐ Ａ） 是一种 新 型 的生
历 的温度 场也影 响着 塑件 的结 晶过程 ，从而 影响 到制 品的表观 质量 和最终 的物理 机械 性能 。若能 够针 对聚
乳酸的特性 ，对其加工过程 中的温度分布进行模拟 ， 找 出其成 膜过 程 中需 控制 的关键 参数 ，就对 聚乳 酸实
ｌ ｄ ｅｄｆ ｒｎｅｏ ｅｓｌ ｑ ｉ ｈ ｓ ｆ ｐｃｆ ｅｔ ａａｉ ．Ｔ ｅｉ ｅｔ ｎｔｃｎ ｌ ｙｈ ｄｌｔ ｅ ｓｔ ｔ ｉｅｅ ｃ ｆ ｈ ｏ ｄｌ ｕｄｐ ａｅｏ ｅｉｃｈ ａ ｃｐ ｃ ｙ ｈ ｎ ｃｉ ｈ ｏｏ ａ ｔｅ ａ ｏｈ ｆ ｔ ｉ ｉ ｓ ｉ ｔ ｊ ｏ ｅ ｇ ｉｌ ｅ ｅｔ ｎｔｅｔｅ ｌ ｏ ｄ ｃｉｔ ｎ ｏｌ ｅｉ ｏｅ ｈｌ ｉ ｅｔ ｎｐｅｓｒ ａ ｆ ｅｃ ｎｔｅｔｅ ａ ｆ ｃ ｏ ｒ ｎ ｕｔ ｉ ａ ｄｃｕｄｂ ｇ ｒｄｗ ｉ ｊｃ ｏ ｒｓ ｅｈ ｄｉ ｌ ｎ ｅｏ ｒ ｌ ｆ ｈ ｈ ｍａ ｃ ｖｙ ｎ ｅｎ ｉ ｕ ｎｕ ｈ ｈｍ
瞬态平面法测导热系数
无需提前备样
测量物质无大小限制
精确性
优于 1%
测量数据
C-Therm TCi™ 可直接测量：
同时如果知道样品密度，可间接得到热扩散率和比热容率。
工作原理
木头感觉热 金属感觉凉
热量总是从热的一方向冷的一方传递。 木头相对金属来说不是一个好的导热体，因此大量的热量被金 属带走，产生凉的感觉。
探头工作原理
应用：半导体导热胶
Bulk TC (Laser Flash) Adhesive A Adhesive B Adhesive C Adhesive D Sample Top W/mK Bottom W/mK Average W/mK 7 - 8 W/m-K approx 10-12 W/m-K approx 16-19 W/m-K approx 25+ W/m-K Adhesive A 2.24 4.21 3.22 Adhesives B 4.20 3.51 3.85 MTPS (TCi) 3.22 W/m-K 3.85 W/m-K 6.49 W/m-K 5.70 W/m-K In-package Junction to Case 3.25 W/m-K 4.2 W/m-K 5.05 W/m-K 5.72 W/m-K
能够对各种样材的热导 系数和蓄热系数进行迅 速，精确的测量。
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我们的科技
TCi™特点综述
快速
0 至 100瓦／米•开 只需5秒
无损害性
样品可以重复使用
宽温区
-50˚ to 200˚C
测试多样性
可测固体、液体、粉末及膏体
操作简便
无需用户校准
高适应性
适用于实验室、质保、及在线监测
准确性
瞬态平面热源法热物理性能测量精度和适用范围的标定——常温下标准材料奥氏体不锈钢的热物理性能对比测
・
测试 分 析 ・
瞬态 平 面热 源 法 热 物 理性 能 测 量 精 度 和适 用 范 围 的标 定
常 温 下标 准 材 料 奥 氏体 不锈 钢 的热 物 理 性 能 对 比测试
何 小 瓦
（ 天材料及工艺研究所 ， 航 北京 １０ ７ ） ００ ６
试样 ， 量过 程 比较 费 时 以及 测 试 装 置 过 于 复 杂 ， 测 已
瞬 态平 面热 源测 试 方法 在 性能 测试 评价 方 面的应 用 ， 但对 于 瞬态 平 面热 源 测 试 方 法 的 准确 性 和 适 用 范 围
的报 道 较少 。为 了对 瞬 态 平 面 热 源 测试 方 法进 行 准 确的评估 以及对这项技术的深入 了解和合理运用 ， 对
文
摘
瞬 态平 面热 源法作 为 一种 非稳 态热物理 性 能 测试技 术 ， 测量 范 围、 量精 度 和试 验参 数 的确 定 其 测
是 正确 评价 和应 用这 种测 试技 术 的 前提 条件 。 本 文详 细描 述 了采 用 瞬态平 面 热源 法测 量装 置对 热物 理性 能标
准材料 奥 氏体不锈 钢 所进 行 的 比对 测试 ， 由此 考察 这 种测 试 方法 和测 试装 置 的测 量精 度和 适 用 范 围。 并 关键 词 瞬 态平 面热 源法 ， 热物 理性 能 ， 导率 ， 准材 料 ， 热 标 测量 精度
际测试中各种试验参数对测量精度 的影响， 并最终确
定 选 用高 精度 桥 路 瞬 态平 面 热 源 法 （ Ｐ ） 量装 置 ＴＳ 测
这种 测试 方 法 的测 量 精度 和 适 用 范 围进 行 标 定 是 十
分必要的。
范 围可覆 盖多 种材 料 、 宽 的温度 和 该 使 用 标 准 材 料 试 样 进 行 标 定和 验证 ， 另外 实验 方 法及 数据 处 理方 法也 应 当规 范 和标 准化 ， 以便 尽 可能 的控 制测 量结 果 的偏 差 和不 一 致性 ， 因此 建立 国际上 通用 的非 稳态 法 测量 标 准就 显 得尤 为迫切 和 重要 。
DRE(瞬态平面热源法)导热系数测试系统说明书 - 北京恒奥德仪器
HAD-DRE-2B导热系数测试仪（瞬态探针法）使用说明书北京恒奥德仪器仪表有限公司一、概述HAD-DRE-2B导热系数测试仪采用瞬态热丝探针法，适用于测量松软块状固体、高粘流体、胶状品、颗粒、粉末材料等的导热系数、导温系数（热扩散系数）和比热容。
具有精度高、操作便捷、结构坚固、测试速度快、适用范围广等特点。
二、主要技术指标1、导热系数测定范围：0.01—5W/mk；2、测量时间：30-600秒；3、准确度：优于±3％；4、温度范围：标准测量：室温；如选配试样温度控制器可不同温度下测试：如 0℃～95℃，费用另计；5、样品形状：疏松物质6、样本用量：长度不小于10cm，直径不小于3cm(或中心到边界大于15mm)；7、耐压范围：常压；8、电源：220V，功率：200W。
三、热丝探针法测量原理热丝探针法是热丝法的一种改进，它是将一电加热丝封装进一小直径金属管中，探针内电加热丝丝既作为加热元件，也作为测温元件。
其原理是利用电加热丝电阻随温度变化而变化，测量加热过程电加热丝电阻变化，就可以得到温度的变化。
因而本方法非常快捷和便利，同时也相当精确。
在测试过程中，电流通过铜丝时会产生热量，热量会同时向探针周围的样品进行扩散。
热量在材料中扩散的速率依赖于材料的热扩散系数和导热系数等热特性。
通过记录温度与探头的响应时间，材料的这些特性可以被计算出来。
其物理模型与热丝法相似，传统的热探针法借鉴了热丝法的数学模型，即不考虑探针的尺寸和热物性的影响得出材料的导热系数。
Carslaw和Jaeger基于材料对一无限小、长热线源恒定热流的温度响应给出了热线法计算材料导热系数数学解：2044q r T T E i t θπλα⎛⎫- ⎪=-=- ⎪⎝⎭（1） 式中θ为探头温升，T 为t 时刻探头温度，T 0为探头初始温度，q 为加热功率，λ为样品导热系数，α为样品热扩散系数，r 为测试径向位置，E i 为指数积分函数，其表达式为：()()23ln 22!33!i E C μμμμμ-=+-+-+⋅⋅⋅⨯⨯ （2）其中μ=r 2/4αt ，当r 2/4αt << 1时，可用其前两项表示，从而得到：2ln 44q r C t θπλα⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪=-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ （3）其中欧拉常数C=0.57726。
Hot Disk瞬态平面热源导热仪的基本原理及影响因素
目前，随着电子产品行业的微型化、轻量化和高性能化，对相应材料热管理的要求也随之提升。
因此，如何迅速而准确地测试出材料的导热性能就成为该行业的研究重点。
目前，已经商业化的导热测试设备按照测试原理主要分为稳态法和瞬态法[1]- [3]。
稳态法由于达到测试所需的稳态时间较长，在离室温较远的测试条件下，不利于样品的物态保持。
与之相反，瞬态法由于其测试时间较短、精准度高，便得到了更为广泛的应用[3]- [5]。
瞬态法的基本原理是测试材料表面在瞬态或周期性热源下温度随时间的变化，主要包括激光闪点法、热带法以及平面热源法。
本文采用的瞬态平面热源法（TPS）导热系数测试仪（型号1500）为瑞士Hot Disk公司所生产，通过螺旋状的大接触面热源向试样传递热量和测试温度变化，经数学模型处理，得到待测样品的导热系数，相关偏差为5%。
一、Hot Disk导热仪测试原理Hot Disk导热仪的核心部件为由经蚀刻形成的具有连续双螺旋结构的导电金属探头。
该探头同时具备热源及温度感应的双重作用。
测试时需要选取两块表面相对平整的样品，将探头夹在其中形成类似于三明治的结构。
测试时，通过恒定输出的电流对探头进行加热，依据待测材料导热系数的差异，探头的热量传递（散失）情况可依据其随温度改变的电阻变化关系得到，进而通过热传导方程的一系列数学工具，得到待测材料的热传导系数与比热容，进而计算出其热导率。
该测试过程中，最为重要的一个前提是假设外部热流只通过导电金属探头沿待测样品的轴向进行一维传播，即不考虑传感器内部的热损耗以及扩散出样品边界的热量损失。
内部的热损耗可以通过隔热层材料的选取以及导电金属螺旋设计的优化而尽可能减少；样品边界的热量损失则显著依赖于测试条件的选取。
通常，由于测试时间较短，施加的热量较少，相对于样品的厚度，其水平方向的尺寸可以视作无限大，进而忽略该部分误差，满足ISO22007－2.2008标准和国标GB/T 32064-2015。
瞬变平面热源法热导率测量的数值模拟
瞬变平面热源法热导率测量的数值模拟作者：苏新军韩魏穆延非王亚妹郭宪民来源：《中国测试》2015年第02期摘要：采用HOT DISK热物性分析仪通过瞬变平面热源（HOT DISK）分别对同体、液体或气体的热导率进行测量，同体材料选用不锈钢块（型号4278），流体材料选用去离子水。
并利用ANSYS CFX仿真模拟软件对该测量过程进行数值模拟，将模拟得到的与实验测得的温升曲线进行对比，吻合度较好。
结果表明：选用合适的探头和参数，HOT DISK热物性分析仪能准确测量同体的热导率；但是对于流体或气体，热导率的测量结果与真实值相比偏大，原因是测量过程中产生自然对流。
关键词：热导率；瞬变平面热源法；数值模拟；自然对流文献标志码：A文章编号：1674-5124（2015）02-0115-05引言热导率是衡量材料热输运性质的关键参数，在能源、化工、材料等领域都有重要的应用，其测试理论和测试技术是科学研究的热点。
瞬变平面热源法（HOT DISK）作为热导率非稳态测量法中的一个分支，由于测试材料种类多、可测试的热导率范围大、测试时间短、测试精度高和试样制备简单等众多优点而得到越来越广泛的应用。
一些研究已给出描述瞬变平面热源法的数学偏微分方程及相应的定解条件，推导得到了分析解，并指出了影响测量结果准确性的因素。
目前对于利用HOT DISK法固体材料热导率的测量已有研究，而对流体热导率测量的研究不多，不过目前很多文献都用HOT DISK热物性分析仪测量流体的热导率，因此，有必要对其进行研究。
现利用ANSYS CFX软件分别对HOTDISK法固体和流体热导率的测量过程进行模拟，并将模拟结果和实验结果进行对比和分析。
1.HOT DISK热物性分析仪热导率测试的基本原理HOT DISK热物性分析仪热导率测试原理是基于Gustafsson的瞬变平面热源法后环绕成圆盘形状，金属镍外表覆盖着一层很薄的绝缘层，厚度为15～60um。
基于瞬态平面热源法的非饱和土导热系数测试方法研究
基于瞬态平面热源法的非饱和土导热系数测试方法研究土壤，大家都知道，它是我们脚下最平凡的东西。
可是，这个不起眼的东西其实有着自己的一套“秘密武器”。
说起土壤的导热系数，乍一听好像是一种高大上的术语，其实也不复杂。
简单来说，土壤的导热系数就是它传导热量的能力。
你想象一下，夏天晒在地上的热量是怎么进入土壤的，它就得靠这个“导热系数”来决定。
可问题来了，土壤不总是那么“乖巧”。
有的地方干旱，有的地方湿润，土壤的含水量也不同，这就让它变得有点“不靠谱”。
因此，测量土壤的导热系数并不像你想的那么简单。
讲到这，你是不是有点懵？没关系，咱们慢慢聊。
为了搞清楚土壤的导热系数，研究人员可是下足了功夫。
最常见的方法就是瞬态平面热源法。
别看这名字一大堆词，实际上它就是通过一块小小的热源板，快速加热土壤，然后根据土壤温度的变化来推算出它的导热系数。
想象一下，把一块加热板放进土里，然后看看土壤怎么反应。
加热板一热，土壤温度变化得飞快，就像是你煮水时看着水温升高的感觉。
通过精确记录这些变化，研究人员就能找出土壤的导热能力，简直像是用温度来“侦探”土壤的秘密。
可是，问题又来了！土壤不像水泥那样规规矩矩，它是湿的、干的、松的、硬的，甚至里面还可能藏着石块。
这就让瞬态平面热源法变得不那么容易应用了。
比如，土壤的湿度会大大影响导热系数的测试结果。
土壤太干，它的导热系数就会偏低；而湿土则能更好地传导热量，导热系数就会相对较高。
再加上不同土质的差异，测试结果往往差异很大。
要是测试过程中出现一点小误差，那可就大了，可能就会得出错误的结论。
所以，研究人员就得在各种复杂的条件下去“玩转”这些因素。
这就好像是在玩拼图，每个小小的因素都得考虑进去。
瞬态平面热源法的测试，不是单纯地看土壤的温度变化就完事了，还要搞清楚它的湿度、密度、颗粒大小等，这些因素一个比一个更让人头疼。
最怕的就是，实验过程中的一点点小瑕疵就能让整个测试结果彻底“崩塌”。
为了让这种方法更靠谱，研究人员们也没闲着，他们用各种技巧来提升测试的准确性。
建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法
建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：建筑用材料的导热系数和热扩散系数是评价材料隔热性能的重要参数之一，对于建筑物的保温和节能效果起着关键作用。
为了准确测定建筑材料的导热系数和热扩散系数，研究人员设计了一种全新的测试方法——瞬态平面热源测试法。
瞬态平面热源测试法是一种基于热传导原理的新型测量技术，通过在材料表面施加瞬态热源，观察材料中温度的变化情况，从而计算出材料的导热系数和热扩散系数。
相比传统的试样厚度等不同形式的热传导试验方法，瞬态平面热源测试法有以下优点：瞬态平面热源测试法采用平面热源施加在材料表面，能够模拟实际建筑中的热传导情况，更加贴近实际使用环境，提高了测试的准确性和可靠性。
瞬态平面热源测试法的测试过程简单方便，不需要复杂的试样制备过程，减少了实验中的人为误差。
测试时间较短，可以快速得到建筑材料的热传导参数，提高了研究效率。
瞬态平面热源测试法可以实现对不同材料的导热系数和热扩散系数的高精度测量。
根据瞬态热源施加后材料表面温度的变化情况，可以更加准确地计算出材料的热传导性能，为建筑设计和材料选择提供了重要参考。
瞬态平面热源测试法在建筑材料热传导性能研究中的应用广泛。
通过对不同种类及厚度的建筑材料进行瞬态平面热源测试，可以评估材料的隔热性能，指导建筑节能设计和保温材料的选择。
在新型建筑材料的研发过程中，瞬态平面热源测试法也可以用于评估材料的热传导性能，为材料的改良和优化提供科学依据。
瞬态平面热源测试法是一种有效的建筑材料导热系数和热扩散系数测量方法，具有测试准确、简便快捷、精度高等优点。
在建筑保温节能领域具有广泛的应用前景，将为建筑材料性能评估和建筑节能设计提供重要支持。
期待瞬态平面热源测试法的进一步研究和应用，为建筑行业的可持续发展做出贡献。
第二篇示例：建筑用材料的导热系数和热扩散系数是衡量建筑材料热传导性能的重要指标，它们直接影响建筑物的隔热性能和节能效果。
建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法
建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法是一种常用的测试方法，可用于测量材料的热传导性能。
这种方法采用一个平面热源和一个温度传感器阵列，通过测量温度随时间的变化来评估材料的导热性能。
下面将详细介绍这种方法的应用、优点和缺点，并探讨如何使用它来测试建筑用材料的导热系数和热扩散系数。
一、应用在建筑领域，导热系数和热扩散系数的测试对于评估材料的保温性能和热舒适度至关重要。
通过了解材料的导热性能，可以确定其保温效果，从而优化建筑物的能源消耗。
此外，了解材料的热扩散性能对于评估其传热性能和热舒适度也非常重要。
二、优点1. 精度高：瞬态平面热源测试法采用温度传感器阵列，可以精确地测量温度随时间的变化，从而获得更准确的导热系数和热扩散系数的测量值。
2. 适用范围广：这种方法适用于各种材料，包括固体、液体和气体等。
3. 可重复性好：采用相同的测试方法，可以获得一致的测量结果，从而有助于比较不同材料之间的导热性能。
三、缺点1. 成本高：瞬态平面热源测试法需要昂贵的设备和技术，因此成本较高。
2. 操作复杂：测试过程需要专业的技术人员进行操作，并需要一定的时间来收集和分析数据。
3. 局限性：这种方法只能测量材料的瞬态导热性能，对于某些材料可能需要多次测试才能获得准确的导热系数和热扩散系数的值。
四、测试方法测试步骤包括：设置平面热源、放置温度传感器阵列、启动测试系统、记录数据、分析和解释结果。
平面热源可以是电热偶、红外辐射或其他类型的热源。
温度传感器阵列通常包括多个传感器，用于测量不同位置和不同时间点的温度。
五、结论建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法是一种精确、适用范围广的方法，可以用于评估材料的保温性能和传热性能。
这种方法需要一定的成本和专业技术，但可以获得一致的测量结果并进行比较。
在实际应用中，可以根据建筑用材料的特性和需求选择合适的测试方法，以确保获得准确的数据并优化建筑物的能源消耗。
瞬态平面导热系数-概述说明以及解释
瞬态平面导热系数-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍瞬态平面导热系数的背景和基本概念。
瞬态平面导热系数是一个重要的热学参数，用来描述材料在热传导过程中的热导性能。
热传导是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，而瞬态平面导热系数则是描述了材料在这一过程中的导热能力。
在很多实际应用中，了解材料的热导性能非常关键。
例如，在建筑领域中，了解建筑材料的热导性能可以帮助我们设计更加节能的建筑物；在电子领域中，了解材料的热导性能可以帮助我们设计更好的散热系统，提高电子设备的稳定性和性能。
瞬态平面导热系数的定义和测量也非常重要。
瞬态平面导热系数表示了材料在单位时间内单位面积的瞬时热流通过单位温度差的能力。
可以通过实验方法来测量瞬态平面导热系数，例如瞬态热反射法、瞬态热透射法等。
这些实验方法能够给出材料在不同温度和压力条件下的热导性能，对于研究和应用来说都非常有价值。
总之，瞬态平面导热系数是一个重要的热学参数，它描述了材料在热传导过程中的热导性能。
了解和测量瞬态平面导热系数对于建筑、电子等领域都具有重要意义，并且有助于我们设计更加高效和可靠的产品和系统。
1.2 文章结构本文主要围绕瞬态平面导热系数展开研究，文章结构安排如下：第一部分为引言，首先概述文章的研究背景和意义，介绍瞬态平面导热系数的相关概念和重要性。
接着，阐述文章的结构安排和各个章节的内容。
第二部分为正文，分为两个小节。
首先，进行背景介绍，介绍热传导和导热系数的基本概念，以及瞬态平面导热系数在热传导领域的应用和意义。
然后，详细阐述瞬态平面导热系数的定义和原理，包括其计算方法、实验测定和数值模拟等方面的内容。
此部分将从理论角度深入探讨瞬态平面导热系数的相关知识，以及其在材料研究和工程应用中的意义和作用。
第三部分为结论，对全文进行总结，强调瞬态平面导热系数的重要性，并阐述其在未来研究中的发展方向和应用前景。
此部分将回顾全文的主要内容，提出对瞬态平面导热系数未来研究的展望，为读者进一步深入了解和探索瞬态平面导热系数提供指导和思路。
基于瞬态平面热源法测定SiO2_气凝胶导热系数的试验
INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY行业科技0 引言SiO2气凝胶是一种典型的纳米多孔材料，具有低密度、低导热系数、高孔隙率等优良性能，已被广泛应用于航空航天、建筑材料、工业保温等领域[1-4]。
SiO2气凝胶低导热系数归因于自身独特的微观结构，其内部是由球状纳米颗粒相互连接形成的三维立体网络骨架结构，骨架之间存在纳米孔，其孔径（20～50 nm）小于空气平均自由程（70 nm），因此，内部空气无法自由流通，形成“零对流”，大幅度降低了SiO2气凝胶的导热系数；同时这种三维立体网络骨架结构既增加了热量通过固体热传导时的热阻，又对热辐射具有“无穷热隔板效应”，从而进一步降低了SiO2气凝胶的导热系数[5]。
近年来，国内外诸多科研人员通过对SiO2气凝胶导热机理[6]、导热系数实验测试进行了大量研究，通过理论分析、实验测试等方法对SiO2气凝胶导热系数随温度、压力、孔隙率变化的相关规律进行预测。
本文采用由瑞典Hot Disk公司基于瞬态平面热源法（transient plane source method，TPS）设计生产的 Hot Disk 热常数分析仪（TPS 2500S）进行测试，获得了不同孔隙率的SiO2气凝胶导热系数随温度、压力变化的规律，目的是为SiO2气凝胶材料的结构优化和工程应用提供可靠的数据。
基于瞬态平面热源法测定SiO2气凝胶导热系数的试验戴健彪1 桂晓丽21.陕西俊创能源科技有限公司，陕西 西安 710075；2.西安交通大学 科技与教育发展研究院，陕西 西安 710049作者简介：戴健彪，工程师，主要研究方向为材料热物性测试。
视界照耀科技| 63科技视界SCIENCE & TECHNOLOGY VISION 64 |科技点亮视界1 测试原理与方法在热传递测量时，Hot Disk 的双螺旋平面探头同时作为热源和温度传感器放置在2块样品中，确保样品的每一平面正对探头，当样品内部温度及环境温度达到一致时，开始给探头通入恒定功率，探头产生热量并传递到样品内部，同时探头的温度也升高。
纺织品的热导率测试与应用研究
纺织品的热导率测试与应用研究在现代社会，纺织品的应用领域极为广泛，从日常的服装到工业用的隔热材料，从医疗用品到航空航天领域的特殊织物，其性能的优劣直接影响着最终产品的质量和效果。
而热导率作为衡量纺织品热传递性能的关键指标，对于评估纺织品在不同环境下的使用性能具有重要意义。
因此，对纺织品热导率的测试以及其应用的研究显得尤为重要。
一、纺织品热导率测试的原理与方法要准确测量纺织品的热导率，首先需要了解热传递的基本原理。
热传递主要有三种方式：热传导、热对流和热辐射。
在纺织品热导率的测试中，通常主要关注热传导。
热导率的定义是单位时间内，在单位温度梯度下，通过单位面积的热量。
目前，常见的纺织品热导率测试方法主要有稳态法和瞬态法两大类。
稳态法中，比较经典的是防护热板法。
该方法将测试样品放置在两个平行的热板之间，一个热板保持恒温加热，另一个热板用于测量温度和热流量。
通过测量热板之间的温度差和热流量，再结合样品的尺寸，就可以计算出热导率。
这种方法的优点是测试结果准确可靠，但测试时间相对较长，对测试环境的要求也较高。
瞬态法中，常见的有热线法和热针法。
热线法是在样品中插入一根加热的金属丝，通过测量金属丝在加热过程中的温度变化来计算热导率。
热针法则是将一个热探头插入样品中，测量探头的温度响应来确定热导率。
瞬态法的优点是测试速度快，但测量精度可能相对稳态法略低。
在实际测试中，选择哪种方法取决于多种因素，如样品的性质、测试的精度要求、测试时间和成本等。
二、影响纺织品热导率的因素纺织品的热导率受到多种因素的影响，了解这些因素对于优化纺织品的性能和合理选择应用场景具有重要指导意义。
首先，纤维的种类和特性是关键因素之一。
不同的纤维材料具有不同的热导率。
例如，天然纤维如棉和羊毛的热导率相对较低，而合成纤维如聚酯纤维和尼龙的热导率则有所不同。
纤维的细度、长度和形态也会对热导率产生影响。
较细的纤维通常会增加热阻，从而降低热导率。
其次，纺织品的组织结构和密度也起着重要作用。
瞬态平面热源法测试导热系数的研究
山东建筑大学硕士学位论文瞬态平面热源法测试导热系数的研究姓名：孙亮亮申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：方肇洪20070501山，【，Ｕ盹大增嘎士爿ｗｔ论文热源法可将探头做成圆盘形或正方形，将涉及柱坐标中的二维或直角坐标系中的三维瞬态导热，理论基础更加复杂，但测试的精度提高，制取试样更加方便。
现在比较常用的是圆盘形探头。
瞬态平面热源法是近几年发展起来的一种新的测试方法，它的特点是：（１）能够测试的试样种类多，包括金属和非金属材料以及液体材料等：（２）可测试的导热系数范围大，可以覆盖０．００５—５００ｒｇ／（ｍ・ＩＣ）的范围，即几乎所有材料的导热系数；（３）测试时间短，试样达到温度平衡后从开始加热到输出数据仅需数十秒；（４）精度高，导热系数的测试精度可达５％，热扩散率的精度可达１０％；（５）要求的试样小，且试样制备简单。
瞬态平面热源法的缺点是由于受探头制作材料的限制，最高测试温度不超过７００＂Ｃ，不过这一指标今后还有改进的余地。
在瞬态平面热源法中，先把探头放置在两片试样中间，形成夹层结构，然后探头以恒定的功率加热试样，通过测试探头平均温度随时间的变化就可以得出试样的导热系数和热扩散率。
在测试过程中，探头既被用作加热热源又被用作温度传感器。
具体结构如图１．４所示。
图１－４瞬态平面热源法测试结构示意图测试静试样与探头要和测试环境达到一样的温度，当试样被看作是无限大介质时，加热过程中只有探头和试样之问的热量交换，可以看作是有限尺度的面热源在无限大介质中的导热过程，形成的温度场可以用格林函数法来求解。
其具体分析过程将在第二章中详述。
Ｏ．１４０．１２０ｌＯｅＯ０８０．０６０．０４Ｏ０２Ｏ．ＯＯＯ，０Ｏ．５ｌ０ｌ５２．０Ｆｏ图２－－４圆盘热源所在表面不同半径处的温图２－５不同Ｆｏ下的温度分布将式（２—１２）和（２－１３）分别代入式（２－ｔ０）中。
经整理得郭等（３．７５时，附－－。
尸万１．｜ｏｅ０７ｄｏＬｍ删Ｌｅ文一号舛善６ｑ掺）“一勰’当罟洲时，硪胪专ｒ窘Ｉ：叫ｅｘｐ（一嗲Ｍｆ７酬．５０＂２‘・（等卜’搬（２－２５）（２—２６）第三章瞬态平面热源法的实验研究３．１瞬态平面热源法的测试设备本实验中采用的测试设备是ＨｏｔＤｉｓｋ热常数分析仪，其组成装置如图３－１所示。
瞬态法测量节能材料导热系数的研究
Study on Measuring Thermal Conductivity of Energy-Saving Materials by Transient Method
Xiang Zhang*, Zhenyu Huang, Li Xu, Quankun Xu, Kan Kan, Guoguang Wu
Abstract
The thermal conductivity is an important parameter that characterizes the low thermal conductivity of energy-saving materials, and it is extremely important to measure it accurately. And the thermal conductivity with the energy-saving materials, composition, structure, phase and other changes, the measurement accuracy is the basis for the development of energy-saving materials. In this paper, the thermal conductivity of 12 kinds of energy-saving materials was measured and analyzed by means of transient tropical measurement device and transient plane heat source method. At the same time, the influence of each factor on the measurement results was analyzed. The method of transient measurement is used to verify the thermal conductivity of energy-saving materials.
利用瞬态平面热源法测定材料的导热系数
中国工程热物理学会学术会议论文传热传质学编号：063017利用瞬态平面热源法测定材料的导热系数孙亮亮，陈卫翠，方肇洪（山东建筑大学热物性测试中心，山东济南250101）摘要:研究了瞬态平面热源法的测试原理，并独立推导了无限大介质中圆盘形平面热源引起的瞬态温度响应。
为开发地埋管地源热泵系统的高性能水泥砂浆回填材料，利用HotDisk 公司的热常数测定仪测定和优选了不同配比的水泥砂浆回填材料的导热系数，研究各种组分对材料导热系数的影响规律。
实际测试表明，HotDisk 热常数分析仪具有很好的重复性，多次试验的最大相对偏差在1%以内。
关键词：导热系数，测试技术，瞬态平面热源法，地埋管换热器回填材料Thermal Conductivity Measurements of Backfill Materials Using Transient Plane Source MethodLiangliang Sun, Weicui Chen, Zhaohong Fang(Thermophysical Property Testing Center, Shandong Jianzhu University,Jinan 250101, China)Abstract: The transient temperature response of an infinite medium to step heating of adisk-shaped plane source has been derived independently, and the measuring principle of the Transient Plane Source (TPS) method is studied. The thermal conductivity of cementitious grouts with different fillers is measured with the Hot Disk thermal constant analyzer in orderto develop high performance grouts for ground-coupled heat pump system. Effects of eachfiller on the thermal conductivity of the grouts are studied, and, as a result, optimumformulas are obtained. Practical tests have shown that, Hot Disk Thermal Constant Analyzerhas good repeatability, for in many tests the maxima of relative deviations are within 1%.Key Words: Thermal conductivity, Testing technique, Transient plane source method, Grout of boreholes0 引言地埋管地源热泵系统由于其节能和环保的特点正受到越来越多的关注。
基于瞬变平面热源法的纤维热导率测试
基于瞬变平面热源法的纤维热导率测试李丽;肖红;程博闻;槐向兵【摘要】为解决单纤维热导率不易直接测试的难题，基于两相复合介质串并联等效热导率物理模型，采用瞬变平面热源法对环氧树脂纤维复合体系进行测试，并计算出单纤维轴向和径向的热导率。
结果表明，采用该方法可获得纤维热导率，且纤维轴向的热导率要明显大于纤维径向的热导率，验证了纤维热学性能的各向异性。
复合体系中两相材料的热导率差异、纤维所占体积比及物理模型、仪器的加热功率、测试时间的设定等对纤维热导率结果影响显著。
当纤维和树脂的热导率差异较大时，采用并联模型计算较为准确，且随着体积含量的增加，纤维热导率增加，直到平衡。
随加热功率和测试时间的增大，复合体系的热导率增大。
%In order to solve the problem of difficulty in the testing of thermal conductivity of single fiber, based on series⁃parallel two⁃phase composite dielectric equivalent thermal conductivity physical model, the paper adopted a transient plane heat source method for testing epoxy resin⁃fiber composites, and calculated the axial and radial thermal conductivities of single fiber. The results show that this method can achieve the thermal conductivity of fiber, and the fiber axial thermal conductivity is significantly greater than the fiber radial thermal conductivity, verifying the thermal properties anisotropy of the fiber. Effect of thermal conductivity differences in the composite system of two phases, the volume ratio and physical models, instrumentation, heating power, test time, etc. on the fiber thermal conductivity results is significant. When the thermal conductivity of fiber and resin are quite different, the use of parallel computing model is more accurate, and withincreasing of volume fraction, the fiber thermal conductivity increases to the balance. With increasing of heating power and test time, the thermal conductivity of the composite system is increased.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2016(037)012【总页数】6页(P18-23)【关键词】瞬变平面热源法;纤维;热导率;并联模型【作者】李丽;肖红;程博闻;槐向兵【作者单位】天津工业大学纺织学院，天津 300387; 后勤保障部军需装备研究所，北京100010;后勤保障部军需装备研究所，北京100010;天津工业大学纺织学院，天津 300387;江阴市红柳被单厂有限公司，江苏江阴 214432【正文语种】中文【中图分类】TS102单纤维热导率是纤维集合体热学性能的基础，明确纤维热导率对开发具有特殊传热效果的新型纺织品、特种功能织物、复合材料及接触冷暖感纺织品等具有显著意义。
瞬态平面热源法检测自保温砌块导热系数的影响因素研究
瞬态平面热源法检测自保温砌块导热系数的影响因素研究沈亚琴;景泊桥
【期刊名称】《工程技术研究》
【年(卷),期】2024(9)2
【摘要】瞬态平面热源法是一种快速测试材料导热系数的方法。
国内外大量学者对测试设备、测试方法及原理等进行了广泛研究,为自保温砌块导热系数的快速检测和判定提供了新的思路,但在运用中发现,含水率、尺寸、厚度及平整度均会在不同程度上影响瞬态平面热源法检测导热系数。
基于此,文章通过正交试验设计,并用单因素方差分析各组导热系数,以期在检测结果可靠的前提下缩短检测时间,提高检测效率,为相关工作者提供参考依据和技术支持。
【总页数】3页(P25-27)
【作者】沈亚琴;景泊桥
【作者单位】乌鲁木齐市建筑建材科学研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB303
【相关文献】
1.编制《建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》的试验及验证
2.《建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》的主要内容
3.瞬态平面热源法仪器测试不同温度下织物导热系数的研究
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瞬态板热源法与激光闪射法测导热率的比较
瞬态板热源法与激光闪射法测导热率的比较摘要： 导热率是导热高分子材料非常重要的参数，在电子工业，化工工业等应用导热高分子材料的领域内会经常遇到导热率的测量。
目前测量导热率的方法有很多，有热线法，热流法，平板法等；而这些大多是稳态法测导热率。
最新发展的瞬态板热源法及激光闪射法是瞬态法测导热率，渐渐成为测量导热率主流方法。
本文简要介绍了两者的测试原理，测试方法并比较两者测试结果的异同。
关键词关键词：：导热率 热扩散系数 比热容 瞬态板热源法 激光闪射法1 引言导热率的测量主要分为稳态法和瞬态法。
在稳态测量中，经过一定时间后，样品中的温度分布是不随时间变化的稳定温度场，当达到热平衡后，借助样品每单位面积的热流速率和温度梯度，就可直接得到样品的导热率；Q = A*ΔT *λ/δ (1)A --- 样品面积，m^2;ΔT --- 样品温度梯度，k;λ--- 导热率，w/m.k;δ--- 样品厚度，m;Q --- 达到热平衡时，传递的热量；此种方法须较长时间达到热平衡，应用存在一定的限制。
广州天赐就是应用这种方法。
在瞬态测量中，样品中的温度是随时间变化的瞬态温度场。
通过测量温度变化的速率，就可测量样品的热扩散率，进而计算出样品的导热率。
2 瞬态板热源法2.1 测量方法本文是以瑞典HotDisk AB公司生产的HotDisk TPS2500热物性测试仪来讨论瞬态板热源法。
东莞优邦就是使用此种仪器。
HotDisk使用双螺旋探头结构，如图1所示。
该探头在测试过程中起到两个作用，既是一个加热样品的热源，又是一个记录温度随时间上升的阻值温度计。
探头的宽度，圈数，半径是经过精密设计的。
在测量过程中，探头夹在两个样品之间，探头的阻值变化被一一记录下来。
基于阻值的大小系统建立探头温度随时间变化关系。
需要注意的是，测量前，须设置输出功率，测试时间等。
2.2 测量原理测量过程中，探头阻值随时间变化可用下式表示。
R(t) = R0 * [ 1 +σ*ΔT1 +σ*ΔT ave(τ)](2)R0 --- t=0时探头电阻，Ω；σ--- 探头电阻温度系数；ΔT1 --- 探头薄膜保护层温差，k;ΔT ave(τ) --- 与探头完全接触的样品温升;由于薄膜保护层厚度非常小，ΔT1可看作定值。