液體導熱系數實驗裝置

⑴ 導熱系數測試方法的綜述:導熱系數測試方法

摘 要：本文介紹了導熱系數的五種測試方法，描述各種方法的測試原理及其計算方法。材料導熱系數測試方法各有其特點，在選擇時，應該充分考慮測試材料的性質、導熱系數范圍、測試溫度等。
關鍵詞：導熱系數；熱流計法；防護熱板法；圓管法；熱線法；閃光法

1 前 言

導熱系數是指在穩定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側表面的溫差為1K，在1s內，通過1m2面積傳遞的熱量，用λ表示，單位為W/m・K。陶瓷材料的導熱系數是測量其熱物理性質的關鍵。陶瓷耐火材料常被用作爐子的襯套，因為它們既能耐高溫，又具有良好的絕熱特性，可以減少生產中的能量損耗。太空梭常使用陶瓷瓦作擋熱板。陶瓷瓦能承受太空梭回到地球大氣層時產生的高溫，有效防止航天器內部關鍵部件的損壞。在現代化的燃氣渦輪電站，渦輪的葉片上的陶瓷塗層（如穩定氧化鋯）能保護金屬基材不受腐蝕，降低基材上的熱應力。作為有效的散熱器能保護集成電路板與其它電子設備不受高溫損壞，陶瓷已經成為微電子工業領域的關鍵材料。若要在和熱相關的領域使用陶瓷材料，則要求精確測量它們的物理性能。
熱量傳遞的三種基本方式是：對流、輻射與傳導。對流是流體與氣體的主要傳熱方式，對固態與多孔材料傳熱不起重要作用。對於半透明與透明陶瓷材料，尤其在高溫情況下，必須考慮輻射傳熱，除了材料的光學性質外，邊界狀況亦能影響傳熱。對於陶瓷材料而言，傳導是最重要的傳熱方式，熱量的傳導基於材料的導熱性能――傳導熱量的能力。

2 導熱系數的測試方法

常用的導熱系數測試方法有：熱流計法、防護熱板法、圓管法、熱線法、閃光法。
（1） 熱流計法
熱流計法[1]是一種間接或相對的方法。它是測試試件的熱阻與標准試件熱阻的比值。當熱板和冷板在恆定溫度和溫差的穩定狀態下，熱流計裝置在熱流計中心區域和試件中心區域建立一個單向穩定熱流密度，該熱流穿過一個（或兩個）熱流計的測量區域及一個（或兩個接近相同）試件的中間區域。假定測量區域具有穩定的熱流密度，以及穩定的溫差和平均溫度。用標准試件測得的熱流量為Qs、為熱阻Rs，被測試件測得的熱流量為Qu、熱阻為Ru，其比值為：
由式（1）可計算出Ru，如果滿足確定導熱系數的條件，且試件厚度d已知，可由公式（2）算出試件的導熱系數λ。
（2） 防護熱板法
防護熱板法[2]的工作原理和熱流法相似，其測試方法是目前公認的准確度最高的，可用於基準樣品的標定和其他儀器的校準，其實驗裝置多採用雙試件結構。其原理是在穩態條件下，在具有平行表面的均勻板狀試件內，建立類似於兩個平行的溫度均勻的平面為界的無限大平板中存在的一維的均勻熱流密度。雙試件裝置中，由兩個幾乎相同的試件組成，然後其中夾一個加熱單元，加熱單元由一個圓或方形的中間加熱器和兩塊金屬板組成。熱流量由加熱單元分別經兩側試件傳給兩側冷卻單元。當計量單元達到穩定傳熱狀態後，測量出熱流量φ以及此熱流量流過的計量面的面積A，即可確定熱流密度q。由固旦皮定於金屬板表面或在粗遲裂試件表面適當位置的溫度感測器測量試件兩側的溫度差ΔT，熱阻R可由Q、A和ΔT計算得出，計算方法如下：
當滿足一定條件時，測定試件的厚度d，由式（2）可計算出試件的平均導熱系數λ。
（3） 圓管法
圓管法[3]是根據圓筒壁一維穩態導熱原理，測定單層或多層圓管絕熱結構導熱系數的一種方法。根據傅立葉定律，在一維、徑向、穩態導熱的條件下，管狀絕熱材料的結岩閉構導熱系數可採用式（4）計算：
式中：
Q――通過絕熱材料的熱量，W；
d2――絕熱材料外表面直徑，m；
d1――絕熱材料內表面直徑，m；
t2――絕熱材料外表面溫度，℃；
t1――絕熱材料內表面溫度，℃；
l――絕熱材料的有效長度，m。
如果絕熱材料在管道上使用，則必須根據使用狀況用圓管法進行測定。因為圓管法能將絕熱材料在管道上的實際使用狀況，如絕熱材料間的縫隙及材料的彎曲等因素都反映在測試結果中。
（4） 熱線法
熱線法[4]是應用比較多的方法，是在樣品（通常為大的塊狀樣品）中插入一根熱線。測試時，在熱線上施加一個恆定的加熱功率，使其溫度上升。由於被測材料的導熱性能決定這一關系，由此可得到材料的導熱系數，可採用式（5）計算：
式中：
λ――導熱系數，W/(m・K)；
I――熱線加熱電流，A；
U――熱線A、B間的端電壓，V；
L――電壓引出端A、B間熱線的長度，m；
R――測定溫度下熱線A、B間的電阻，Ω；
t1、t2――從加熱時起至測量時刻的時間，s；
θ1、θ2――t1和t2時刻熱線的溫升，℃。
這種方法的優點是產品價格便宜、測量速度快，對樣品尺寸要求不太嚴格。缺點是分析誤差比較大，一般為 5％~10％。這種方法不僅適用於乾燥材料，而且還適用於含濕材料。該法適用於導熱系數小於2W/m・K的各向同性均質材料導熱系數的測定。
（5） 閃光法
閃光法[5]可看作是一種絕對的試驗方法，適用測量溫度為75~2800K，熱擴散系數在10-7~10-3m2/s時的均勻各向同性固體材料。測試原理為：小的圓薄片試樣受高強度短時能量脈沖輻射，試樣正面吸收脈沖能量使背面溫度升高，記錄試樣背面溫度的變化。根據試樣厚度和背面溫度達到最大值的某一百分率所需時間，計算出試樣的熱擴散系數（α），然後根據材料的熱擴散系數和體積密度及比熱容，計算出材料的導熱系數(λ)。熱擴散系數和導熱系數的計算公式如（6）和（7）：
α＝0.13879L2/t1/2（6）
式中：
α――熱擴散系數，m2/s；
L――試樣厚度，m；
t1/2――起始脈沖開始到試樣背面溫度升至最高時所需的一半時間，s。
λ=αcpρ（7）
式中：
λ――導熱系數，W/m・K；
α――熱擴散系數，m2/s；
cp――試樣比熱容，J/（kg・K）；
ρ――試樣體積密度，kg/m3。
從原理上講，試樣的熱擴散系數根據試樣的厚度、熱量從正面傳遞到背面的特徵時間函數來確定。試驗的不確定度和很多因素有關，包括試驗本身、測定的溫度、探測器性能、數據採集系統、數據分析（特別是有限脈沖時間的影響）、試驗的不均勻加熱和熱輻射損失。對這些不確定度的原因可進行系統考慮，並對每次試驗進行仔細分析。該方法具有試樣幾何結構簡單、尺寸小、易於加工、測速快、設備單一等特點。

3 結 語

材料的導熱系數測試方法主要有熱流法、防護熱板法、圓管法、熱線法以及閃光法。各種方法都有不同的特點，應綜合考慮被測試樣的性質、形狀、導熱系數的范圍、測量溫度等因素，選用合適的導熱系數測試方法。

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⑵ 導熱系數選擇什麼儀器怎麼測試

導熱系數測量根據同測量象測量范圍各種適用傳熱機理包括穩態非穩態；穩態包括平板、護板、熱流計等；非穩態稱瞬態包括熱線、熱盤、激光等根據試形狀平板、圓柱體、圓球、熱線等直接簡介類激光先獲熱擴散率根據給定密度比容計算導熱系數熱線平板直接獲導熱系數 原則講穩態種基準始用於檢測其精度依據實際穩態能准確測量影響素太且操作便需要操作員具比較強專業知識所現連外基本都用穩態改研究瞬態內市場現儀器恐怕少都些技術問題沒解決所精度穩定性面些問題 現研究較瞬態熱線理論講熱線固體、液體、氣體導熱系數都測量現際導熱系數研究領域內公認測試真能熱線做容易需要特別專業科研員花間研究照著些內或際標准做儀器問題 同測試都其適用范圍比激光適合1000度固體平板適合於具較低導熱系數保溫材料液體導熱系數測量要想測量准確更容易液體更容易發自流需要快間內獲導熱系數避免自流影響 檢驗儀器實際測試精度標准物質際都規定比固體硼硅玻璃（Pyrex 7740）銹鋼（304L）液體飽液相甲苯拿台儀器先用些標准物質檢測些標准物質數據都查能知道儀器精度宣

⑶ 含水合物多孔介質的導熱特性實驗

李棟梁^1,2，梁德青^1,2

李棟梁（1976－），男，博士，助理研究員，主要從事天然氣水合物基礎物性及應用技術方面的研究，E-mail:[email protected]。

1.中國科學院廣州能源研究所/可再生能源與天然氣水合物重點實驗室，廣州510640

2.中國科學院廣州天然氣水合物研究中心，廣州510640

摘要：含水合物多孔介質的有效導熱系數的重要性，涉及全球氣候變暖對海底和大陸架中水合物穩定性的影響。利用單面瞬態平面熱源法測定了不同水合物飽和度下石英砂體系的有效導熱系數。結果表明：水合物的形成過程顯著影響水合物生成後體系的有效導熱系數，其有效導熱系數和初始含水量並不成比例。水合物與沉積物顆粒不同的聚集模式可能顯著影響它們的導熱系數。從實驗結果來看，水合物在低水飽和度石英砂中生成的水合物為膠結模式，而在高水飽和度石英砂中生成的是接觸模式。從其導熱系數來看，膠結模式的導熱系數明顯大於接觸模式。

關鍵詞：水合物；導熱系數；石英砂；多孔介質

Experimental Study on Effective Thermal Conctivity of Hydrate-Bearing Sand

Li Dongliang^1,2,Liang Deqing^1,2

1.Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate/Chinese Academy of Science,Guangzhou,Guangdong 510640,China

2.G uangzhou Center for G as Hydrate Research,Chinese A cadem y of Sciences,G uangzhou,G uangdong 510640,China

Abstract:Thermal conctivities of methane hydrate-bearing sand samples,which were formedfrom moist sand with different initial water saturations,were measured by Gustafsson' s TPS (transient plane source) technique.The results show the weak negative temperature dependence similar to that of a crystal-like material,which agrees well with most sedimentary and pure methane hydrate results.The effective thermal conctivity of hydrate-bearing sediment is strongly dependent on morphology.These phenomena are in harmony with the influence of the seismic velocities.In partially water-saturated,gas-rich environments,hydrates tend to cement sediment grains together,and even a small amount of hydrate will significantly increase effective thermal conctivity.In higher water concentration sand and water-saturated sand,the effective thermal conctivity does not obviously increase with the hydrate saturation.It may be that hydrateformed in water-saturated systems does not cement the sand particle and the thermal conctivity of gas hydrate is close to that of water.

Key words:hydrate;thermal conctivity;sand;porous medium

0 引言

含水合物多孔介質的有效導熱系數的重要性，涉及全球氣候變暖對海底和大陸架中水合物穩定性的影響。鬆散沉積物的有效導熱系數通常在實驗室中通過對鑽探所得樣品測量而得到，但有時候樣品並不是很容易取得，在這種情況下就需要對有效導熱系數進行原位測量。但是，目前對含水合物多孔介質的有效導熱系數測量工作並不是很充分^[1]。

Henninges等^[2]通過原位測試獲得了永久凍土帶含水合物沉積物的有效導熱系數。Trehu^[3]也通過原位測試獲得了含水合物海底沉積物的有效導熱系數。但是，原位測量會受到很多限制。然而，實驗室中的研究一般只限於簡單的模擬沉積物和人工合成水合物，例如Stoll和Bryan^[4]測量了甲烷水合物與沉積物混合多孔介質的有效導熱系數，但沒有報道詳細的配比關系。Waite等^[5]研究了甲烷水合物與石英砂混合多孔介質的有效導熱系數有配比關系，但無相關模型建立。Tzirita^[6]較早實驗測定了含水合物石英砂和黏土的有效導熱系數，並指出孔隙度是控制其有效導熱系數的臨界因子。de Martin^[7]通過實驗研究了純甲烷水合物以及含水合物的石英砂導熱系數並指出：在增強顆粒之間的熱傳遞方面，甲烷水合物扮演了一個很重要的角色，甲烷水合物在孔隙中的存在增強了體系的有效剪應力，因此增強了顆粒之間的熱傳遞。Cortes等]通過實驗研究了THF（四氫呋喃）水合物與石英砂、THF水合物與黏土的有效導熱系數，並使用並聯模型、串聯模型、Hashin-Shtrikman上界和Hashin-Shtrikman下界模型來分析沉積物有效導熱系數與孔隙度的關系。黃犢子等^[9]結合瞬態面熱源法來測量混合氣水合物導熱系數及含混氣水合物的沙子多孔介質的有效導熱系數並發現：由於「爬壁」效應，混合氣與飽含SDS（十二烷基硫酸鈉）水溶液的沙子反應生成的含混合氣水合物的沙子多孔介質的有效導熱系數約為1.2 W/(m·K），該數值顯著低於含四氫呋喃水合物的沙子多孔介質的值（約1.9W/(m·K)）。

由於實地測量時接觸熱阻較大，並且鑽井中存在流體的對流換熱和測量時熱響應的時間滯後，而實驗室測量的情況並不能概括實地的樣品情況，測量含水合物沉積物的有效導熱系數變得相當困難，使得目前的實驗結果差別較大，因此，有必要進一步研究含水合物沉積物的有效導熱系數。

1 實驗裝置和過程

1.1 實驗裝置

實驗裝置由水合物合成系統、水合物壓縮成型系統、導熱系數測試系統和數據採集系統組成，整個實驗系統如圖1所示。其中水合物合成系統由反應釜、反應氣路、恆溫空氣浴等組成。

圖1 水合物導熱測試實驗系統圖

反應釜的材質為1Cr18Ni9Ti，設計耐壓強度為30MPa，工作壓力最大25 MPa，內徑50 mm，有效容積為200 m L。反應釜上端裝有液體驅動的液壓活塞，活塞桿下部連接壓制樣品用的圓柱體不銹鋼塊，反應釜上部連接位移感測器，活塞桿的移動距離可通過位移感測器顯示。

反應釜底部裝有Hot Disk導熱系數測量探頭，該探頭為雙螺旋探頭結構。該探頭在測試過程中起到2個作用，它既是加熱樣品的熱源，又是記錄溫度隨時間升高的阻值溫度計。在Hot Disk測試系統中一般要求探頭夾在兩塊平整的樣品中間，而水合物的導熱測試要求在高壓下完成，其樣品也需要通過壓制才能獲得較好的測試結果，因此本文選擇直徑為66 mm的聚四氟乙烯圓塊為背景材料，通過單面測試和特殊計算來獲取樣品的導熱系數。導熱測試探頭的電纜被分成4根線，每根線用1個帶有絕緣套的針連接，針用卡套固定，保證密封且相互絕緣。

恆溫空氣浴採用義大利Angelantoni集團公司旗下的ACS公司生產的Challenge 250試驗箱，溫度范圍為－70～180℃，控溫精度和均勻度分別為±0.1℃和±0.5℃。

數據測試系統包括溫度、壓力和位移的測量。溫度測量是採用四線鎧裝熱電阻（Pt100），量程為－70～100℃，精度為0.1℃。壓力測量用的壓力感測器採用廣州森納士儀器公司生產的DG1300型壓力感測器，精度0.5級，量程為0～20 MPa。位移的測量通過位移感測器來實現，位移感測器為北京京海泉感測科技有限公司生產的DA-20型感測器，量程0～50 mm，精度0.05％。數據採集系統為安捷倫公司Agilent-34970A型數據採集儀。

1.2 實驗過程

確定管路系統無泄漏後在常溫下打開反應釜，用吹風機吹乾反應釜內殘留的水分，然後量取一定體積的干石英砂小心置於反應釜中，用移液槍吸取蒸餾水直到完全浸沒石英砂並記錄消耗的水量。封好反應釜並連接好管路，然後對系統進行抽真空。抽完真空後通入12～14 MPa的甲烷氣體。靜置一段時間讓甲烷充分溶解直到壓力穩定後開始開啟空氣浴進行降溫。隨著溫度的進一步降低，發現在－10℃左右壓力會突起，冰生成會使體系的體積發生變化而導致壓力升高。這時候可以上調空氣浴的溫度到5℃左右使冰融化，由於融冰過程可以加快水合物的形成。因此經過若干次重復後不再觀察到溫度下降過程中壓力的突起，就可以判定沉積物中的水完全轉化為水合物。待水合物完全生成後即可進行後續的熱物性測試。

1.3 實驗材料

實驗中所需材料如表1所示。

表1 實驗材料表

2 實驗結果與討論

2.1 部分水飽和石英砂混合體系的有效熱導系數

圖2為不同飽和度石英砂有效導熱系數的實驗結果。

圖2 部分水飽和石英砂混合體系的有效導熱系數

從圖2可以看出，隨飽和度的增加，有效導熱系數值明顯呈增大的趨勢。對於飽和度小於90％的石英砂，試樣有效導熱系數值隨含濕率的增加平穩增大，有效導熱系數隨飽和度的增加幾乎呈線性增長，而飽和度從90％開始，隨飽和度的增加，有效導熱系數的增長速度開始變得非常迅速。和Chen^[10]於明志等^[11]的結果相比，導熱系數還隨著孔隙率的增大而減小。

2.2 水合物－甲烷－石英砂混合體系的有效導熱系數

圖3為含水合物石英砂有效導熱系數與溫度的關系實驗結果。3個樣品使用同樣的石英砂，所不同的只是生成前石英砂孔隙中的水飽和度不同。水砂質量比分別為0.1927、0.2367和0.2568，對應的水飽和度分別為0.54、0.93和1.00。但從實驗結果來看，生成水合物後體系的有效導熱系數和初始含水量並不成比例。水砂質量比為0.1927的樣品的有效導熱系數最高，平均為1.60W/(m·K），水砂質量比為0.2367和0.2568的樣品有效導熱系數則分別為1.07 W/(m·K）和1.50 W/(m·K）。

圖3 含水合物石英砂的導熱系數與溫度的關系

圖4為水合物－甲烷－石英砂混合體系有效導熱系數與水合物飽和度的關系。這里採用的石英砂樣品不同水飽和度的樣品，而樣品中水已完全轉化為水合物，剩餘孔隙空間填充的是甲烷氣體。

圖4 水合物飽和度對甲烷/水合物/石英砂體系有效導熱系數的影響

和圖3相同，從實驗數據來看，生成水合物後體系的有效導熱系數和水合物飽和度並不成比例，高飽和度時導熱系數反而較低。黃犢子等^[9]報道含甲烷水合物石英砂樣品的有效導熱系數為0.98 W/(m·K）。但根據他的評估，該樣品含氣率為29.2％，即該樣品還含有29.2％的孔隙。因此，本文的樣品和黃犢子等^[9]的樣品可能一樣，水合物中還含有一定量的氣體，但可以肯定不含自由水或僅含少量的自由水，因為在降溫過程中並沒有觀察到壓力的突起。

2.3 水合物－水－石英砂混合體系的有效導熱系數

圖5為水飽和度水合物－石英砂體系的有效導熱系數。這里採用的石英砂樣品為飽和樣品，而樣品中剩餘孔隙空間填充的是水。

從本實驗結果來看，水飽和度水合物－石英砂體系的有效導熱系數隨水合物的飽和度增大而減小。但從報道的水合物導熱系數來看，水合物的導熱系數大於水。在有效介質理論中，水合物和沉積物的關系有2種模型：一種是接觸模型（grain contact model），水合物與沉積物顆粒相互鬆散接觸，在這種狀態下，水合物有2種處理方法，一是把水合物當做流體，水合物和水共同作為流體相，這種模式也叫懸浮模式（模式A）；而是把水合物當做骨架的一部分，水合物和水共同組成固體骨架（模式B）。第二種為膠結模型（cementation model，模式C)^[14]。水合物與沉積物顆粒不同的聚集模式可能顯著影響它們的導熱系數。從本文的實驗結果來看，水合物在低水飽和度石英砂中生成的水合物為膠結模式，而在高水飽和度石英砂中生成的是接觸模式。從導熱系數來看，膠結模式的導熱系數明顯大於接觸模式。

圖5 水合物飽和度對濕石英砂有效導熱系數的影響

3 結論

1）濕砂體系有效導熱系數隨含濕率的增加平穩增大，且隨著孔隙率的增大而減小。

2）水合物的形成過程顯著影響水合物生成後體系的有效導熱系數，其有效導熱系數和初始含水量並不成比例。

3）水合物與沉積物顆粒不同的聚集模式可能顯著影響它們的導熱系數。從實驗結果來看，水合物在低水飽和度石英砂中生成的水合物為膠結模式，而在高水飽和度石英砂中生成的是接觸模式。從其導熱系數來看，膠結模式的導熱系數明顯大於接觸模式。

參考文獻

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⑷ 穩態法測導熱系數的實驗的實驗誤差主要有哪些，要注意什麼

穩態法導熱系數測試的核心就是保證一維熱流，那麼測試的主要誤差就是一維熱流的破壞，主要有以下兩個方面：

（1）護熱板的護熱溫度控制不準確。國內外很少有導熱儀在這方面嚴格按照測試方法標准規定進行實施，即採用溫差熱電堆來檢測護熱板和中心量熱板之間的溫差。

（2）量熱板和護熱板的溫度均勻性。量熱板和護熱板的溫度均勻性取決於加熱板中電阻加熱絲的盤繞方式，這方面ASTM有嚴格的標准可以執行。

導熱系數僅針對存在導熱的傳熱形式，當存在其他形式的熱傳遞形式時，如輻射、對流和傳質等多種傳熱形式時的復合傳熱關系，該性質通常被稱為表觀導熱系數、顯性導熱系數或有效導熱系數。

(4)液體導熱系數實驗裝置擴展閱讀：

不同物質導熱系數各不相同；相同物質的導熱系數與其的結構、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關。同一物質的含水率低、溫度較低時，導熱系數較小。

一般來說，固體的熱導率比液體的大，而液體的又要比氣體的大。這種差異很大程度上是由於這兩種狀態分子間距不同所導致。現在工程計算上用的系數值都是由專門試驗測定出來的。

與受潮帶來的影響不同，溫度升高會引起分子熱運動的加快，促進固體骨架的導熱及孔隙內流體的對流傳熱。此外，孔壁之間的輻射換熱也會因為溫度的升高而加強。若材料含濕，則溫度梯度還可能造成重要影響：溫度梯度將形成蒸汽壓梯度，使水蒸氣從高溫側向低溫側遷移。

⑸ 導熱系數測試方法有哪些

從傳熱機理上分，包括穩態法和非穩態法；穩態法包括平板法、護板法、熱流計法等；非穩態法又稱為瞬態法，包括熱線法、熱盤法、激光法等。

根據試樣的形狀又可以分為平板法、圓柱體法、圓球法、熱線法等。

熱線法導熱系數測定儀用於測定非金屬固體材料的導熱系數，應用於建築、建材、節能、環保、輕工、化工、醫療等各個領域的材料的導熱系數的測定。

符合標准：

GB 10297-1998 《非金屬固體材料導熱系數的測定方法 熱線法》

熱線法測定材料導熱系數是一種非穩態方法，具有測試裝置簡單和測量時間短的優點。其原理是在勻溫的各向同性均質試樣中放置一根電阻絲，即所謂的熱線，當熱線以恆定功率放熱時，熱線和其附近試祥的溫度將會隨時間升高。根據其溫度隨時間變化的關系，可確定試樣的導熱系數。平板法導熱系數測試儀主要用於測試紡織物、陶瓷纖維、氈、板、磚等耐火保溫材料在不同溫度下的導熱系數。

符合標准：

GB/T 17911-2006《耐火材料 陶瓷纖維製品試驗方法》

YB/T 4130-2005《耐火材料 導熱系數試驗方法(水流量平板法)》

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⑹ 採用平板導熱儀測量液體的導熱系數為什麼通常要使熱面在上冷麵在下

靜定液體受熱時，會形成自然橡銷對流，較熱的部分會因密度減小而上浮，較冷的部分則沉在下面，形成亮如兆擾動和混合。測定導熱系數時，熱面在上冷麵在下，使之與自然對流的方向一致，才能減小因自敬租然對流引起的擾動和誤差。

⑺ 各種物質的導熱系數准確測量方法

導熱系數的測量方法很多，根據不同的測量對象和測量范圍有各種適用的方法。從傳熱機理上分，包括穩態法和非穩態法；穩態法包括平板法、護板法、熱流計法等；非穩態法又稱為瞬態法，包括熱線法、熱盤法、激光法等。根據試樣的形狀又可以分為平板法、圓柱體法、圓球法、熱線法等。還有直接法和簡介法的分類，如激光法是先獲得熱擴散率，然後根據給定的密度和比容計算得到導熱系數，而熱線法和平板法是直接獲得導熱系數。

原則上來講，穩態法是一種基準方法，最開始是用於檢測其他方法精度的依據。但是實際上，穩態法能准確測量的影響因素太多，而且操作不方便，需要操作人員具有比較強的專業知識，所以現在連國外基本都不用穩態法了，改而研究瞬態法。國內市場上現有的儀器恐怕多少都會有些技術上的問題是沒有解決的，所以精度和穩定性方面還會有些問題。

現在研究較多的是瞬態熱線法，因為理論上來講，熱線法是固體、液體、氣體的導熱系數都是可以測量的，是現在國際導熱系數研究領域內公認的最好的測試方法。但是真正能把熱線法做好也是很不容易的，需要特別專業的科研人員花很長時間研究，如果只是照著一些國內或國際標准做出來的儀器，也是會有很多問題的。

不同的測試方法都是有其適用范圍的，比如激光法適合1000度以上的固體，平板法適合於具有較低導熱系數的保溫材料，而液體的導熱系數測量要想測量准確更是不容易的，因為液體更容易發生自然對流，需要在很快的時間內獲得導熱系數，避免自然對流的影響。

檢驗儀器實際測試精度的標准物質國際上都是有規定的，比如固體的有硼硅玻璃（Pyrex 7740）和不銹鋼（304L），液體的有飽和液相甲苯。拿到一台儀器後，你可以先用這些標准物質檢測一下，這些標准物質的數據都是可以查到的，然後就能知道儀器的精度是不是他宣稱的那樣了。

如果你需要測試流體導熱系數，建議你找一下西安交通大學熱與流體中心的熱物性課題組，他們是專門研究流體導熱系數測量的，而且技術很被國外學者認可，在導熱系數研究領域是很專業的。

⑻ 大學物理實驗導熱系數的測定是什麼

大學物理實驗導熱系數的測定是表徵物質熱傳導性質的物理量。材料結構的變化與所含雜質的不同對材料導熱系數數值都有明顯的影響，因此材料的導熱系數常常需要由實驗去具體測定。

熱導率是指材料直接傳導熱量的能力，或稱熱傳導率。熱導率定義為單位截面、長度的材料在單位溫差下和單位時間內直接傳導的熱量。熱導率的單位為瓦米-1開爾文-1 。熱導率，其中是導熱體的橫截面積，是單位時間內傳導的熱量，是兩熱源間導熱體的厚度，則是溫度差。

大學物理實驗導熱系數的影響因素

不同物質導熱系數各不相同；相同物質的導熱系數與其的結構、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關。同一物質的含水率低、溫度較低時，導熱系數較小。

一般來說，固體的熱導率比液體的大，而液體的又要比氣體的大。這種差異很大程度上是由於這兩種狀態分子間距不同所導致。工程計算上用的系數值都是由專門試驗測定出來的。

⑼ 液體的導熱系數怎麼測試

液體導熱系數的研究,具有兩方面的意義,一是理論研究上,可以幫助我們認識液體及其混合物的結構和它們的傳熱機理,二是為工業設計提供可靠的數據。因為液體物質的傳熱性能和它的結構密切相關,所以人們可以利用液體唯罩隱分指廳子結構的有關知識,估算液體的導熱系數.但由於液體分子的堆積構型還沒有完整的理論,這些估算所假設的公式和模型比較理悶擾想化、簡單化。
實際在測試液體導熱系數時，主要使用hotdisk方法測試。
【中科院劉老師導熱測試】網路下，聯系他幫你測試液體導熱。