稳态径向传热模型管程流体温度测量方法
实验讲义稳态法测固体的导热系数
稳态法测固体的导热系数热传导是热量传递的三种基本形式之一，是指物体各部分之间不发生相对宏观位移情况下由于温差引起的热量的传递过程，其微观机制是热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。
在金属中自由电子起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。
法国科学家傅里叶（J.B.J.Fourier 1786——1830）根据实验得到热传导基本关系，1822年在其著作《热的解析理论》中详细的提出了热传导基本定律，指出导热热流密度（单位时间通过单位面积的热量）和温度梯度成正比关系。
数学表达式为：T grad q λ-=此即傅里叶热传导定律，其中q 为热流密度矢量（表示沿温度降低方向单位时间通过单位面积的热量），λ是导热系数又称热导率，是表征物体传导热能力的物理量， λ在数值上等于每单位长度温度降低1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是11K m W --∙∙ 。
一般说来，金属的导热系数比非金属的要大；固体的导热系数比液体的要大；气体的导热系数最小。
因此，某种物体的导热系数不仅与构成物体的物质种类密切相关，而且还与它的微观结构、温度、压力、湿度及杂质含量相联系。
在科学实验和工程设计中，需要了解所用物体的一些热物理性质，导热系数就是重要指标之一，常常需要用实验的方法来精确测定。
测量导热系数的方法很多，没有哪一种测量方法适用于所有的情形，对于特定的应用场合，也并非所有方法都能适用。
要得到准确的测量值，必须基于物体的导热系数范围和样品特征，选择正确的测量方法。
测量方法可以分为稳态法和非稳态法两大类。
稳态法是在加热和散热达到平衡状态、样品内部形成稳定温度分布的条件下进行测量的方法。
非稳态法则是在测量过程中样品内部的温度分布随时间是变化的，测出这种变化，得到热扩散率再利用物体已知的密度和比热，求得导热系数。
本实验采用稳态平板法测量物体的导热系数，该法设计思路清晰、简捷，具有典型性和实用性。
导热系数测定方法
导热系数测定方法导热系数（也称热传导系数）是一个物质导热性能的重要参数，它用来描述物质在单位梯度温度下导热的能力。
导热系数的测定是热传导学研究的基础，也是工程技术和科学实验中一个常见的测量参数。
本文将介绍几种常用的导热系数测定方法。
一、稳态法稳态法是最常用的测定导热系数的方法，适用于导热系数较大（大于0.5W/m·K）的材料。
它根据热传导定律，通过测量物质两侧的温度差、导热面的面积和厚度，以及所施加的热功率，计算物质的导热系数。
其基本原理为稳定状态下单位时间内通过物质的单位面积的热流量等于物质两侧的温度差除以物质的厚度。
稳态法测定导热系数的装置构成主要包括热源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
二、半稳态法半稳态法也是一种常用的测定导热系数的方法，适用于导热系数较小（小于0.5W/m·K）的材料。
它通过测量测试样品在不同时间下的温度变化，根据瞬态热传导方程计算导热系数。
相比稳态法，半稳态法测定导热系数的装置相对较复杂，包括热源、测试样品、温度测量装置、热流量测量装置和时间测量装置等。
三、横向法横向法是一种适用于导热系数测定较小的薄膜材料的方法。
在横向法中，将测试样品分为两段，一段作为热源，另一段作为冷源，通过测量两段样品的温度差和施加的热功率，计算样品的导热系数。
横向法测定导热系数的装置包括热源、冷源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
四、纵向法纵向法是一种适用于导热系数测定较小的长棒材料的方法。
在纵向法中，将测试样品竖直放置，一侧作为热源，另一侧作为冷源，在不同的位置测量温度，并计算导热系数。
纵向法测定导热系数的装置主要包括热源、冷源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
除了上述方法外，还有其他一些测定导热系数的方法，如射频导热法、光热法、红外线测温法等，这些方法在特定情况下具有特殊的应用优势。
在导热系数测定过程中，测量装置的热源和冷源的选择、温度测量装置的灵敏度和准确度、热流量测量装置的准确度等因素都会对测定结果产生影响，需要综合考虑并进行合理的控制和校正，以保证测定的准确性和可靠性。
导热系数测试原理
导热系数测试原理导热系数是衡量物质导热性能的重要参数，其测试原理有多种。
本文将对其中常见的几种测试原理进行介绍，包括稳态法、非稳态法、热线法、保护热流法和瞬态热平面法。
一、稳态法稳态法是最经典的导热系数测试方法，其原理基于热传导的稳态条件。
在该条件下，物体的温度分布达到稳定状态，不再随时间变化。
测试时，将样品置于两个平行的加热元件之间，通过加热元件对样品进行加热。
当热量在样品内部传导达到稳态时，测量加热元件的温差和传热面积，并根据傅里叶定律计算导热系数。
稳态法的优点是原理简单、准确度高，适用于各种材料的导热系数测试。
二、非稳态法非稳态法与稳态法不同，其基于热传导的非稳态条件。
在非稳态条件下，物体的温度分布随时间变化。
非稳态法测试时，通过对样品进行快速加热或冷却，使样品内部的温度分布处于动态变化状态。
通过测量样品内部的温度随时间的变化规律，并根据相关公式计算导热系数。
非稳态法的优点是测试时间短、对样品尺寸要求低，适用于某些难以达到稳态条件的材料。
三、热线法热线法是一种特殊的导热系数测试方法，其原理基于一维导热模型。
测试时，将一根细长的热线（通常是镍或铂）置于待测样品中，并对其通电加热。
热线与样品之间发生热交换，导致热线温度发生变化。
通过测量热线的电阻变化和加热电流，结合热线的几何尺寸和材料属性，可以计算出待测样品的导热系数。
热线法的优点是测试精度高、对样品尺寸要求低，适用于薄膜和纤维等细小样品的导热系数测试。
四、保护热流法保护热流法是一种适用于测量松散颗粒材料导热系数的测试方法。
其原理是将待测样品填充在一个容器中，并在容器的底部放置加热元件。
通过测量加热元件的温差和传热面积，结合传热方程和已知的热物性参数（如颗粒密度和比热容），可以计算出样品的导热系数。
保护热流法的优点是可以测量松散颗粒材料的导热系数，且测试操作相对简单。
五、瞬态热平面法瞬态热平面法是一种利用激光脉冲瞬时加热样品的导热系数测试方法。
稳态法测量材料的导热系数
稳态法测量材料的导热系数2015-04-02导热系数是表征材料导热能力大小的量。
导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料的两侧温度相差1°C时，在单位时间内，通过1m2所传导的热量。
材料结构的变化与含杂质等因素都会对导热系数产生明显的影响。
由于导热性能有许多种测量方法，事先必须考虑到材料导热系数的大致范围和样品特征，以及使用温度的大致范围，以选用正确的测量方法。
本文介绍了导热系数测量的基本理论与定义，热流法、保护平板法测量导热系数的原理与应用。
稳态测试方法主要适用于测量中低导热系数材料。
稳态法就是当待测试样上温度分布达到稳定后，通过测量试样内的温度分布和穿过试样的热流来测出导热系数。
稳态法通常要求试样质地均匀、干燥、平直、表面光滑。
稳态法测导热系数的基本原理图及公式为：λ=Qd/A△T；单位:W/(m•K)注意：稳态条件下；材料应为单一均质的干燥材料。
Q:热流稳定后，通过试样的热流量（w）；d:试样厚度(m)；A:试样面积(m)；:温度差(℃)。
热流计法热流计法是一种基于一维稳态导热原理的比较法。
将样品插入两个平板间，在其垂直方向通入一个恒定的单向的热流，使用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，传感器在平板与样品之间和样品接触。
热流法适用于低导热材料，测试时将样品夹在两个热流传感器中间测试，在达到温度梯度稳定期后，测量样品的厚度、上下板间的温度梯度及通过样品的热流便可计算得到导热系数的绝对值。
适合测试导热系数范围为0.001~50W/m•K的材料如导热胶、玻璃、陶瓷、金属、铝基板等低导热材料。
护热平板法护热板法导热仪的工作原理和使用热板与冷板的热流法导热仪相似，保护热板法的测量原理如下图所示。
热源位于同一材料的两块样品中间。
热板周围的保护加热器与样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的、一维的。
当试样上、下两面处于不同的稳定温度下，测量通过试样有效传热面积的热流及试样上、下表面的温度及厚度，应用傅立叶导热方程计算Tm温度时的导热系数。
稳态法测量导热系数
稳态法测量导热系数稳态法是一种测量材料导热系数的技术，也称为稳态传热法。
该技术被广泛应用于建筑、机械、化学等领域中，用于评估材料的热性能。
本文将介绍稳态法的工作原理、实验流程、数据处理和误差分析。
一、工作原理稳态法是一种基于傅立叶热传导定律的测量方法，该定律表明了稳态下的热流密度与物质导热系数、温度梯度和厚度之间的关系：q = -k × (ΔT/Δx)其中，q是单位时间内通过单位面积的热流密度，k是材料的导热系数，ΔT是单位长度上的温差，单位为摄氏度（℃），Δx是热传导的距离，单位为米（m）。
根据该定律，可以通过测量热流密度、温差和材料厚度来计算其导热系数。
稳态法的基本思路是，将待测材料夹在两个恒温热源之间，并使其达到稳态，即等温状态，此时热流密度是恒定的。
测量热源间的温度差和材料的厚度，就可以计算材料的导热系数。
二、实验流程1.实验器材准备将待测材料进行样品制备并加工好待使用，要求样品的厚度均匀、表面平整，确保实验过程中的稳态传热。
2.实验条件设定设定多个恒温热源，取出两个热源，一个设为高温热源，一个设为低温热源，通过加热或冷却的方式控制两个热源的温度差。
在放置样品之前，需记录热源间的温度差，以便于测量过程中的误差分析。
3.样品夹持将待测材料夹在两个热源之间的夹具中，夹具要求对样品进行有效的压紧，以确保样品的良好传热。
4.数据采集在待测试材料表面的两个端面处，用热电偶测量在不同恒温热源下的温度差。
在接受到热流量的过程中，用热流量计量仪测量热流量，确保精准测量热传导过程中的热速度。
5.数据处理通过采集的数据，按照傅立叶热传导定律计算出待测材料的导热系数，得到实验值。
在获得实验值之后，进行误差分析，验证实验本身的准确性。
三、误差分析稳态法的精度受多种因素影响，包括：温度的精度、压力的影响、厚度的均匀性、试样几何形状、热流密度的均匀性等。
对于建筑材料的稳态法，误差来源相较于机械、化学领域有所不同。
稳态法材料导热系数的测定
稳态法材料导热系数的测定
一、实验目的
用圆管法则测定绝热材料的导热系数。
二、实验原理
稳定条件下园筒壁一维导热的推导:在一园筒壁中取一直径为２r厚为dr的微元件，由付立叶定律
可得园筒壁导热公式
则
在实验中要测定园筒壁材料的导热系数，只要使其内建立稳定的一维（圆柱坐柱系）温度场，测定圆管壁的内外直径，内外壁面温度，有效长度和有效长度上的热流量即可。
由于温度的大小是由电能来控制,故Q=ＩV。
三、实验设备
１、电阻丝２、热电偶３、外圆管４、待测材料5、内圆
管
实验设备包括：实验本体、热电偶测温系统和测量仪表,上面是实验装置示意图。
四、实验步骤
1、熟悉仪表和设备，记下它们的别级、测量范围等,校正各仪表零点;
2、了解试材内外直径；
3、按图接好线路，经老师检查无误后，按通电源加热,逐渐加热,使电压调至20０V；
4、待整个导热表装置达到热稳定时,记录需测数据。
镍铬—银硅（镍铅)热电偶分度表
（参考端温度为０℃)
五、实验报告
1、实验数据记录；
2、实验结果整理；
3、讨论实验结果,分析误差原因。
六、注意:
1、谨防触电,保证安全．
2、实验进行中,尽可能防止干扰圆管周围空气的自由运动。
初中物理中的热传导系数如何测量？
初中物理中的热传导系数如何测量？在初中物理的学习中，热传导系数是一个重要但又稍显复杂的概念。
了解如何测量热传导系数，不仅能够加深我们对热学知识的理解，还能培养我们的实验探究能力。
热传导系数，简单来说，就是衡量材料传递热量能力的一个物理量。
不同的材料，其热传导系数往往不同。
比如金属通常是良好的热导体，热传导系数较大；而像木材、塑料等则是热的不良导体，热传导系数较小。
那么，如何测量热传导系数呢？下面我们来介绍几种常见的方法。
一、稳态法稳态法是一种较为常见且精确的测量热传导系数的方法。
在这个方法中，我们会将待测材料制成一个特定的形状，比如圆柱体或者长方体。
然后在材料的一端持续加热，另一端保持冷却，当材料内部的温度分布达到稳定状态后，我们就可以通过测量材料两端的温度差、加热功率以及材料的几何尺寸等参数，来计算热传导系数。
假设我们有一个圆柱体的待测材料，长度为 L，半径为 r，加热端的温度为 T1，冷却端的温度为 T2，加热功率为 P。
在稳定状态下，通过材料的热量传递是恒定的。
我们可以根据热传导的公式：P ＝ k × A ×（T1 T2) ／ L其中，k 就是热传导系数，A 是圆柱体的横截面积（A ＝πr²）。
通过测量上述的各个参数，就可以计算出热传导系数 k 的值。
二、瞬态法瞬态法与稳态法有所不同，它测量的是材料在温度变化过程中的热响应。
其中一种常见的瞬态法是热线法。
在这种方法中，会在待测材料中插入一根加热丝（通常是铂丝或镍丝），然后给加热丝施加一个短时间的电流脉冲，使其快速升温。
通过测量加热丝在升温过程中以及随后的冷却过程中的温度变化，结合相关的理论模型，就可以计算出材料的热传导系数。
还有一种瞬态平面热源法，它使用一个平面的热源和温度传感器来测量材料的热响应。
这种方法对于薄片状的材料测量较为方便。
三、比较法如果我们没有专业的实验设备，还可以采用比较法来大致估计材料的热传导性能。
流体力学实验装置的流动温度测量与控制技术
流体力学实验装置的流动温度测量与控制技术流体力学实验装置是用来研究各种流体特性和性能的设备，其中流动温度的测量与控制技术是非常关键的一部分。
本文将介绍流动温度测量与控制技术在流体力学实验装置中的应用。
一、测量方法在流动温度的测量中，常见的方法包括接触式测量和非接触式测量。
接触式测量一般采用热电偶、热敏电阻或红外测温仪等传感器直接接触被测物体进行温度检测。
而非接触式测量则通过红外线、激光等技术来实现远距离的测量。
在流体力学实验装置中，通常采用非接触式的测量方法，以避免接触传感器对流动的干扰。
二、测量精度与校准流动温度的测量精度对实验结果的准确性具有重要影响，因此在实验装置中需要对测温系统进行定期的校准和校验。
通常采用标准温度计对测温系统进行比对校准，确保测量结果的精准可靠。
三、温度控制技术在流体力学实验中，流动温度的控制是非常重要的。
通过精确控制流体的温度可以实现对流体性质的调控，进而研究流体的流动规律和特性。
常见的温度控制技术包括PID控制、模糊控制和自适应控制等方法，通过不断优化控制参数，实现流动温度的精准控制。
四、数据采集与分析流体力学实验装置中的流动温度测量数据需要进行实时采集和分析，以便及时调整控制参数并分析实验结果。
通过数据采集系统和数据分析软件，可以实现对流动温度数据的实时监测和处理，为实验结果的准确性提供支持。
结语流动温度的测量与控制技术在流体力学实验装置中扮演着至关重要的角色，通过精准的测量和控制可以实现对流体性能的深入研究。
未来随着技术的不断发展，流动温度测量与控制技术也将不断完善，为流体力学领域的发展提供更多可能性。
稳态法测量物体的导热系数讲义
稳态法测量物体的导热系数讲义导热系数是指单位时间内单位面积的热量通过一个厚度为1米的物体，并且该物体的两侧温度差为1K时，热量传导所发生的速率。
导热系数是物体传热性质的一个重要参数，是表征物体对热量传递的抵抗程度的指标。
常见的测量导热系数的方法有两种：稳态法和瞬态法。
稳态法是指在一定的温度差下测量物体的稳态热流密度，通过测量物体的热流密度、温度差和物体的厚度等参数计算得到物体的导热系数。
稳态法主要适用于导热系数相对稳定、厚度较大的材料，如纤维板、保温材料等各种隔热材料。
测量物体导热系数的仪器主要有两部分组成：热流仪和温度测量仪。
热流仪根据热传导原理，通过一组绝热屏障将试样的一侧保持恒定温度，另一侧得到一定的热流密度。
热流仪要求在保持一定的温度差下，使试样表面温度与环境温度之间的温度差足够小，以保证得到的热流密度稳定可靠，同时试样表面的辐射热损失要被控制在较小范围内。
温度测量仪通常选择高精度的热电偶，通过将热电偶嵌入试样内部，得到试样不同位置的温度分布情况。
为了保证测量准确性，热电偶的校正和补偿工作必须遵循严格的操作流程和规范。
测量物体导热系数的关键在于对样品的处理和操作过程的严格控制。
以下是基本的测量流程：1.准备样品：样品的尺寸和形状必须符合要求，保证试样表面平整，材质的导热系数必须呈线性变化，不存在孔洞等质量问题。
2.安装样品：用夹具牢固地固定好试样，并在试样的两侧，放置好热流仪和温度测量仪，保证测量精度和准确性。
3.开始测量：设定好温度差和其他参数，系统开始工作，记录试样表面和内部的温度值，对测量过程进行严格的控制和监测。
4.计算导热系数：根据测得的热流密度、温度差和试样厚度等参数，计算试样的导热系数。
根据上述基本流程，可以得到一个简单的稳态法测量物体导热系数的模型。
模型中涉及到的参量有：热流密度、试样厚度、温度差、试样长度和试样面积等。
利用计算公式，可以将这些参量结合起来，得出试样的导热系数。
热学实验技术的热传递与热容测量方法
热学实验技术的热传递与热容测量方法热学实验技术是研究热传递和热容等热学性质的重要手段之一。
在实验室中，通过掌握一些热传递和热容测量方法，可以更准确地研究物质的热学特性，推动科学研究和技术创新的发展。
热传递是物质内部或不同物质之间的热量传播过程。
在实验中，可以通过不同的方法来测量物质的热导率和热对流传热系数等参数。
其中，常用的方法包括热平衡法、传热管法和热板法等。
热平衡法是通过维持实验体系中的热平衡状态来测量热传递参数。
在实验中，将待测物质放置在一个恒温环境中，通过测量环境和物质温度的变化，可以计算得到热传递系数。
这种方法适用于固体和液体等均匀材料的热传递研究。
传热管法是通过在待测物质中插入一个热交换器，在管内流动一种已知热功率的工质来测量热传递参数。
实验中，可通过测量工质的流量和温度变化，以及管壁和待测物质的温差，计算得到热传递系数和热阻等参数。
传热管法适用于固体和液体等材料的热传递实验，具有较高的测量精度。
热板法是通过一个平板，将待测物质与环境隔开，通过测量板内和外的温度变化来计算热传递参数。
在实验中，可以通过控制板内的加热功率和测量温度变化，来测定待测物质的热导率和热对流传热系数等参数。
热板法适用于固体和液体等各种材料的热传递实验，具有简便易行的特点。
除了热传递，热容也是热学实验中重要的性质之一。
热容是物质在单位温度变化下吸收或释放的热量。
测量物质的热容可以揭示其热学性质和相变过程等重要信息。
一种常用的热容测量方法是差示扫描量热法（DSC）。
DSC通过测量物质和参比物之间的温度差异，来确定物质的热容变化。
在实验中，物质和参比物一起加热，通过测量两者的温度差和加热功率，可以计算得到物质的热容。
DSC广泛应用于聚合物、金属等材料的相变和热力学性质研究中。
此外，等温量热法（ITC）也是常用的热容测量方法之一。
ITC通过测量物质在等温条件下吸收或释放的热量，来确定其对应的热容。
实验中，物质在滴定仪中与试剂发生反应，通过测量反应过程中的温度变化，可以计算得到物质的热容。
流体力学实验装置的温度测量技术
流体力学实验装置的温度测量技术在流体力学实验中，温度是一个至关重要的参数，它直接影响着流体的性质和实验结果。
因此，准确可靠地测量流体实验装置中的温度是非常关键的。
本文将介绍几种常用的温度测量技术，以及它们在流体力学实验装置中的应用。
1. 热电偶温度传感器热电偶是一种常用的温度传感器，它基于热电效应来测量温度。
热电偶由两种不同的金属导体组成，当两种导体的焊点处温度发生变化时，将会在热电偶的两端产生一个电动势，从而实现对温度的测量。
在流体力学实验中，热电偶常常被用于测量流体的温度。
通过将热电偶传感器放置在流体中，可以实时监测流体的温度变化，帮助研究人员更好地理解流体性质。
2. 热敏电阻温度传感器热敏电阻是一种随温度变化而变化电阻值的半导体器件，它的电阻值随温度的升高而减小。
通过监测热敏电阻的电阻值变化，可以准确地测量温度。
在流体力学实验装置中，热敏电阻温度传感器被广泛应用于测量流体的温度。
由于其响应速度快、精度高且体积小，热敏电阻传感器可以有效地监测流体的温度变化，为实验结果的准确性提供保障。
3. 红外线测温技术红外线测温技术是一种非接触式测温方法，通过测量目标物体发出的红外辐射能量来计算其温度。
这种技术适用于高温、难以接触的情况下的温度测量。
在流体力学实验中，红外线测温技术能够实现对流体温度的快速、准确测量。
通过设置合适的红外线测温设备，研究人员可以迅速获取流体各处的温度分布情况，为实验数据的分析提供便利。
综上所述，流体力学实验装置的温度测量技术有多种选择，每种技术都具有自己的优势和适用范围。
研究人员可以根据实际需要和实验条件选择合适的温度测量技术，确保实验结果的准确性和可靠性。
物理实验技术中的热膨胀材料导热特性测量与调节方法
物理实验技术中的热膨胀材料导热特性测量与调节方法导热材料是现代工程领域不可或缺的重要材料之一，其导热性能直接关系到各种设备的工作效率和可靠性。
在物理实验技术中，热膨胀材料的导热特性测量与调节方法尤为关键。
本文将探讨这方面的相关内容，包括测量方法、调节方法以及未来的发展趋势。
一、导热特性测量方法1. 瞬态热法瞬态热法是一种测量固体材料导热性能的常用方法。
它通过测量物质在加热或冷却过程中的温度变化来获得材料的导热系数。
该方法具有测量速度快、准确度高等优点，但需要一定的实验设备和技术支持。
2. 定常热法定常热法是另一种常用的测量方法，它通过测量材料两端温度差和导热介质流经材料的热量来计算导热系数。
相比于瞬态热法，定常热法需要更长时间来实施实验，但它的实验操作相对简单，适用于各种导热性能测量场景。
二、导热特性调节方法1. 导热材料的选择在实验中选择合适的导热材料对于保证实验的准确性和稳定性至关重要。
一方面，导热材料的导热系数应符合实验要求，不能过高或过低；另一方面，导热材料的热膨胀系数应与实验环境相匹配，以避免因温度变化而引起的膨胀差异导致实验误差。
2. 导热界面的优化在导热材料的实际应用中，导热界面的热阻对于传热效果起到至关重要的作用。
因此，通过优化导热界面的设计和材料选择，可以提高导热材料的导热性能。
例如，可以采用导热膏、导热垫等材料来填充导热界面，以增加热量传递的效率。
3. 温度控制与传热系统设计在物理实验技术中，保持实验环境的稳定温度对于实验结果的准确性至关重要。
因此，对于需要测量导热材料导热特性的实验，设计和控制一个稳定的温度控制和传热系统非常重要。
这可以通过合理设计导热实验装置、选择适当的加热和冷却方式等来实现。
三、未来的发展趋势随着科学技术的不断发展和进步，热膨胀材料导热特性测量与调节方法也在不断改进。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 先进的测量技术随着电子技术和信息技术的迅速发展，各种先进的热传感器和测温仪器将被引入热膨胀材料导热性能测量中，从而提高测量的精度和速度。
稳态径向传热模型管程流体温度测量方法
稳态径向传热模型管程流体温度测量方法
刘桂雄;黄坚;曾成刚;谭小卫
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2015(041)001
【摘要】针对管程流体温度测量在没有预留测量窗口情况下存在测量困难的问题,提出一种管程流体温度间接测量方法,该方法基于管道外壁与空气热交换、管壁热传导、管道内壁与管程流体对流传热等公式,推出稳态径向传热模型.已知管道的材料、内外径尺寸等,通过测量管道外壁温度、环境温度、管程流体流速,即可间接测量管程流体温度.试验表明:该方法具有较高测量精度,误差＜0.31℃,具有较好应用前景.
【总页数】3页(P6-8)
【作者】刘桂雄;黄坚;曾成刚;谭小卫
【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;深圳市太科检测有限公司,广东深圳519053;新菱空调(佛冈)有限公司,广东清远511675
【正文语种】中文
【相关文献】
1.考虑地层非稳态传热的井筒流体温度预测简化模型 [J], 钟海全;刘通;李颖川;朱亚兵;刘曦懋
2.密度锁内流体稳态传热模型的建立 [J], 王升飞;阎昌琪;谷海峰;方红宇
3.热管置入式墙体非稳态传热模型与传热特性分析 [J], 丁一;张志刚
4.地源热泵非稳态传热模型的温度场分析 [J], 陈芸;李长伟
5.双管程换热器内管程流体流动特性研究 [J], 朱礼
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
稳态法测量导热系数
稳态法测量导热系数方案
分析：
由傅里叶定律可知，要想得出材料的导热系数，首先得知道通过材料上的热流密度q 及其材料的温度变化率/t x 。
热流密度是指单位时间内通过单位面积的热量，热量可由电功率计算，即可通过电压电流表间接测出，面积可由尺具测出。
温度变化率可由测温仪器和计时表测出。
热源可由温度可控的电热管提供。
测量方案：
1. 主要实验器材
电热管、保温箱、电流表、电压表、测温器、计时表
2. 实验步骤：
1.前期准备
检查实验设备能否正常工作，对于固体工件可对其表面进行打磨处理，减少工件表层氧化膜对工件正常导热造成影响，对于液体材料要保证装乘器皿要足够清洁，同时应将实验处的门窗关上，减小实验误差。
2.测量材料导热面积和温度
使用尺具测量材料的边界温度并计算出其面积A ，使用测温仪器测量出材料的初始
中心温度0T
3.加热材料
将电热管的加热温度设定为T 并在保温箱里对材料进行加热，同时用计时表开始计
时，每格t 便对材料的中心处进行温度测量，记录下相应的温度12,,n T T T ……并对
所测得的温度值进行观察。
4.测量热流量
当材料被加热一段时间后，当材料温度超过某一个测得温度后不在升高或者变化幅
度很小的时候，再测5组温度值，并用电流电压表测出材料两端的电流I,电压V 。
5.结束测量
关掉电源停止加热，清理实验设备。
3. 数据处理
将最后测得的5组温度值取平均数得T ，并求出从初始加热到倒数第6组温度所需
要的时间t,则材料的导热系数为：
/(/)IU A T t λ=-
4. 结论
将所测得的温度与标准值进行对比并分析误差。
热导率测量方法
热导率测量方法第一童文献综述；．２测量导热系数的基本原理１．２测定导热系数的基本原理一般是用实验方法测量出物体的温度和热流密度，然后根据实验测量系统的数学模型来间接确定出材料的导热系数，因为导热系数本身是不能直接测量的。
实验测量系统的数学模型，是描述实验测量装置传热特性的数学表达，实际上就是导热偏微分方程在特定条件（边界条件和初始条件）下的解。
对于均质各向同性、导热系数为常数的物体，其内部不稳定温度场由下面的导热偏微分方程描述（２１ＯＴｒ＇（ｔ＝）１ｒｔａ（）Ｔ，ａｔａ（．１４）其（。
热项，＝ｌ热散或温数，Ｃ为积比容，中９，为源ａＡｐ；扩率导系Ｐ，体热ｒＣ是显然这三个热物性参数中只有两个是独立的。
一般认为导热系数和体积比热容是物质的热物理性质，而热扩散率为导出参数。
如果没有内热源，式（．１４变为：）Ｖｉ）２（，Ｔｔ＝１（，ａｒｔＴ）ａａｔ（．１５）在稳定导热的条件下，则有：ＯＴｒ）０Ｚ（ｔ＞＝若稳定而有内热源，导热方程为：｛．１６）ｖ（）。
，。
２，粤（）Ｔ１＊一ｒ＋，（．１７）Ａ控制方程（４１）１）．即是各种测量导热系数方法原理的基本出．一（７发点。
对于测量导热系数的实验装置的数学模型，通常使用分析方法求出问题的解析解根据测量参数以及描述其导热问题的解析解，确定测量材料的导热系数。
＇．１３测量方法的分类．２从十八世纪中叶由富兰克林开始对固体的导热能力进行实验以来，己经经历了二百多年．其间发展了多种多样测量物质的导热系数的方法。
方法名称众第一章文献综述多，主要是根据导热过程的宏观机理、导热热流在试样上的流向、试样的形状、热流与时间的函数关系以及是否直接测量热流量等方面来区分。
一般可分为稳态法和非稳态法两大类〔］此再派生出其它不同特点的测试方法，见表３，由－４１１．。
稳态法指的是实验中待测试样上温度分布达到稳定后进行测量，其分析的出发点是稳态的导热微分方程，能直接测得导热系数。
其特点是实验公式简单，实验时间长，需要测量导热量（直接或间接地）和若干点的温度。
导热系数测试-稳态热流法
导热系数测试-稳态热流法（作者：美信检测失效分析实验室）摘要：本文通过对某客户提供的导热膏进行稳态热流法导热系数的测定，根据测试的结果协助客户进行品质的管控。
关键词：导热系数，稳态热流法，导热膏背景：随着社会的发展和人类需求的不断扩大,各种新型材料不断产生并且广泛应用于生产生活中,这些材料往往具有其独特的性质。
导热系数是一个重要的热物理参数,通常利用实验方法测定,因此精确测量各种材料尤其是新型材料的导热系数,对材料的性质分析以及安全检验等都具有很大的实用价值。
在过去的几十年里,已经发展了大量的导热系数测量方法,但是没有任何一种方法能适用于所有的应用领域。
目前测量导热系数的方法可分为两大类:稳态法和非稳态法。
稳态法包括:热流法,保护热流法,保护热板法等;非稳态法包括:闪光法,热线法等。
其中非稳态法的测量环境要求较为苛刻,仪器价格高昂,而且操作复杂,优点是测量周期短。
稳态法的原理简单,成本低廉,操作简便,但周期较长。
所以在普通的实验室或简单的工程中,广泛使用稳态法。
人们希望得到高热导率并且具有很好机械性能的材料，来解决现在电子产品的很重要的散热问题，导热系数的测定对于各种材料的实际应用有着重要的意义。
本文介绍的稳态热流法导热系数测定方法是基于一种被一块厚度均匀的试样隔离的两个平行等温面板之间理想化的稳态热传导。
1. 案例背景接收到客户导热膏测试样品，要求根据ASTM D5470-12测试标准完成测试。
2. 测试方法简述A．测试程序：1)利用夹具限位器，使同一导热膏样品呈现不同厚度;2)分别在三种厚度状态下进行测试，记录数据;3)求得总体热阻(Thermal Resistance, R, 单位℃/W)和热阻抗(Thermal Impedance, I, 单位℃*cm²/W)试验装置示意图试验记录：1) Th: 热端面温度;2) Tc: 冷端面温度;3) P: 接触压力，Press load;4) Q: 热通量，Heat flux;5) R: 热阻，Thermal resistance;6) I: 热阻抗，Thermal impedance，总面积下单位热通量造成的温差;7) t:B.设备图片：C. 测试结果记录以热阻抗(I)为Y轴，厚度(t)为X轴作图。
导热系数测量方法
导热系数测量方法（一）导热系数测试方法，分为稳态法和瞬态法（又称为非稳态法）两类；稳态法有：平板法、护板法、热流计法、热箱法等瞬态法有：热线法、探针法、热盘法、热带法、激光法等各种导热系数测试方法，有其自身的适用范围。
由于物质具有固、液、气三种状态，不同状态时，其导热系数会差异很大；而不同状态时导热系数的测量也会有很大的不同；相比于固体、液体和气体的导热系数测量更加困难，因为流体状态物质内更容易发生自然对流，温度场会很快发生变化，需要采集的速度相当快（如1秒），以避开自然对流的影响，所以对于仪器的要求会更高。
稳态法是指当待测试样上温度分布达到稳定后，即试样内温度分布是不随时间变化的稳定的温度场时，通过测定流过试样的热量和温度梯度等参数来计算材料的导热系数的方法。
它是利用稳定传热过程中，传热速率等于散热速率的平衡条件来测量导热系数。
稳态法具有原理清晰、模型简单、可准确直接地获得热导率绝对值等优点，并适于较宽温区的测量；缺点是实验条件苛刻、测量时间较长、对样品要求较高；为了获得准确的热流，需要严格保证测试系统的绝热条件，附设补偿加热器并增加保温措施，以减小漏热损失；为了保证一维导热，通常对样品的尺寸要求较大，而且为了保证整个受热面温度场的均匀一致，对样品表面的平整度要求较高。
稳态法主要用于测量固体材料，特别是低导热系数材料（如保温材料）的导热系数，而要把它用于研究湿材料，如生物质、土壤等会遇到很大困难，因为试样会由于长时间保证一定的温度场而引起含湿量的变化将导致试样物性的改变，这将导致导热系数的测量结果不正确。
而将稳态法用于液体导热系数的测量，更是非常困难，由于流体在温度梯度下产生自然对流，即使在一维热流下也难以做到纯粹的一维导热。
热流计法为相对测量方法，通常需要参比样品，且参比样品的导热系数测量必须由更高精度的方法或仪器获得，且热流计法的测量准确度永远不会高于参考样品的导热系数测量准确度；同时，热流计的应用范围应在参比样品导热系数数值附近区域，否则将引起较大误差；激光法是获得热扩散系数的方法，如果需要获得导热系数，还需要有其他方法测量得到的密度值和比热值，然后带入公式计算得到导热系数，其导热系数的不确定度与上述三个物理量的测量准确度相关。
稳态热传递性质测定系统使用说明书
WT-1515稳态热传递性质测定系统使用说明书一、概述：WT-1515稳态热传递性质测定系统采用PLC和温度扩展模块控制，数据自动采集，分析、处理，温度、风速自动测试，测试结果自动处理。
方便、快捷。
用于建筑墙体、构件及板状保温材料的传热系数检测。
好仪器，好资料，尽在沧州建仪（）。
欢迎到网站查询可编辑版本。
打造中国建仪销售第一品牌，树立沧州产品全新形象二、产品特点：机械部分：1.冷室、热室的保温层为绝热材料一次成型设计，内部无空气夹层，提高了试验机的保温性能；2.底部装有脚轮以及可伸缩地角，既可以方便移动又可以调节设备水平角度。
3.制冷部分采用进口压缩机制冷，性能稳定，连续工作时间长，制冷效率高，具有断电延时保护，不会因频繁启停对压缩机造成损坏。
电子电路部分：1.控制核心采用日本进口的PLC和温度扩展模块，集成式设计，能有效降低干扰，提高设备稳定性。
2.测温探头为ＡＡ级ＰＴ１００，提高测温的准确度。
3.输出端采用新型无触点开关器件,具有高可靠性、长寿命、低噪音、开关速度快、抗干扰能力强、提高设备的使用寿命和安全性。
4.控制方法为ＰＩＤ控制，控制精度为0.02℃，通过软件自整定调节ＰＩＤ参数，保障了跟踪精度。
5.自主研发的工控软件，操作简便，易于维护。
软件采用Visual Basic６．０开发，数据实时存储，断电后可继续，界面直观，操纵方便，可远程维护。
6.采用RS-232C标准串口通信，可同步采集实验数据。
存储数据直接为Excel形式，易于处理。
7.设备可脱离计算机独立运行。
三、执行标准：GB/T13475-2008《建筑材料构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法》四、结构组成：冷室、热室、试件架、电器箱、计算机软件。
五、技术参数：1、计量箱控温范围：10℃～60℃控温波动范围：0.1℃2、冷室控温范围：－20℃～+20℃温度分辨率：0.1℃3、防护箱控温范围：10～50℃控温波动范围：0.1℃4、计量箱功率测控范围：5～500W5、测试一个构件总耗时约：8～12小时7、试件外形尺寸：长×宽×高＝1500×（≤400）×1500（mm）8、设备外形尺寸：长×宽×高＝2200×2000×2000（mm）9、计量单元尺寸：长×宽＝1200×1200（mm）10、配带动力：交流220V，功率4kW，三相四线制六、安装及调试1.用户拆箱后按装箱单逐一清点。
稳态热传导实验技术详解
稳态热传导实验技术详解热传导是物质内部热量传递的过程，而稳态热传导实验则是研究物质的导热特性的一种常用方法。
本文将详细介绍稳态热传导实验的技术原理和步骤。
一、实验原理1.导热原理：热传导的基本原理是由高温区向低温区传递热量。
物质的热传导可以通过导热系数（k）来描述，其单位为瓦特/米-开尔文（W/m·K）。
2.稳态热传导：在实验中，为了获得准确的数据，我们通常在物体内部达到稳态热传导状态进行测量。
稳态热传导指的是物体内部温度分布稳定不变，热流进出速率恒定。
二、实验步骤1.准备工作：首先，我们需要准备试样和测温设备。
试样可以选择不同材料的棒状或薄片状物体，确保其表面光滑。
测温设备可以选择热电偶、红外测温仪等。
2.建立实验装置：接下来，我们搭建一个稳态热传导实验装置。
该装置由加热源、试样、测温设备和热绝缘材料组成。
试样的一端与加热源相连，另一端用热绝缘材料隔离。
确保实验装置有良好的隔热性能，避免热量的外部传递影响测量结果。
3.加热和测温：将加热源通电，使试样温度升高。
在稳态热传导状态下，通过测温设备记录试样的温度分布。
温度传感器可分别安装在试样的不同位置，以获得温度梯度和导热系数。
4.数据处理：通过测温设备记录的试样温度数据，可以绘制温度和位置的关系曲线。
利用Fourier热传导定律，结合试样长度、横截面积等参数，计算出导热系数。
三、注意事项1.实验环境：实验室内的温度和湿度应保持稳定，以避免外界环境对实验结果的影响。
2.试样选择：试样的材料选择应根据实验要求，考虑到其导热性能和稳定性。
3.热绝缘材料：确保热绝缘材料具有良好的隔热性能，避免热量的外部传递干扰实验结果。
4.测温设备校准：在实验前，应对测温设备进行校准，以确保准确度和精度。
5.实验安全：在操作过程中，应注意使用合适的安全设备，避免烫伤和电击等危险。
四、应用领域稳态热传导实验技术在材料科学、能源研究、建筑工程等领域有广泛应用。
1.材料科学：通过测量材料的导热系数，了解其导热性能，为材料的设计和应用提供依据。
稳态法导热系数测量实验原理
稳态法导热系数测量实验原理导热系数是衡量物质导热性能的重要物理量，它描述了物质传热的能力。
稳态法是一种常用的测量导热系数的方法，在实验中通过测量样品两侧的温差和导热平衡时的热流量，可以准确计算出导热系数。
稳态法实验原理基于热传导定律和热阻的概念。
根据热传导定律，物体内部的热传导速率与温度梯度成正比，且与物体的导热系数成反比。
而热阻则表示物体阻碍热传导的程度，是热传导速率与温度差的比值。
稳态法实验利用了这两个概念，通过测量样品两侧的温度差和热流量，求解出热阻，再通过已知的样品尺寸和热阻，计算得到导热系数。
稳态法实验的主要步骤如下：1. 准备样品：选择具有一定导热性能的样品，如金属棒或热绝缘材料。
样品的尺寸和形状应符合实验要求，以保证实验结果的准确性。
2. 搭建实验装置：将样品固定在两个热源之间，保证样品两端与热源接触良好。
同时，通过绝缘材料隔离样品与外界的热交换，以确保实验过程中的稳态条件。
3. 测量温度差：在样品两端分别安装温度传感器，实时监测样品两侧的温度。
在稳态条件下，记录下样品两侧的温度差，作为后续计算的基础数据。
4. 测量热流量：通过热量计或热电偶等仪器，测量样品两侧的热流量。
在稳态条件下，热流量恒定不变，可以准确记录。
5. 计算热阻：根据热阻的定义，热阻等于温度差与热流量的比值。
将测得的温度差和热流量代入计算公式，得到样品的热阻。
6. 计算导热系数：已知样品的尺寸和热阻，可以通过热传导定律的公式，计算出样品的导热系数。
在稳态法导热系数测量实验中，需要注意以下几点：1. 保持稳态条件：为了获得准确的测量结果，实验过程中必须保持稳态条件。
即样品两侧的温度差和热流量保持恒定不变。
2. 考虑热辐射：在实验中，需要考虑样品与周围环境之间的热辐射问题。
通过合理选择绝缘材料和控制环境温度，减小热辐射对实验结果的影响。
3. 样品的选择：不同的样品具有不同的导热性能，选择合适的样品对于实验结果的准确性至关重要。