液体导热系数实验装置

⑴ 导热系数测试方法的综述:导热系数测试方法

摘 要：本文介绍了导热系数的五种测试方法，描述各种方法的测试原理及其计算方法。材料导热系数测试方法各有其特点，在选择时，应该充分考虑测试材料的性质、导热系数范围、测试温度等。
关键词：导热系数；热流计法；防护热板法；圆管法；热线法；闪光法

1 前 言

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1K，在1s内，通过1m2面积传递的热量，用λ表示，单位为W/m・K。陶瓷材料的导热系数是测量其热物理性质的关键。陶瓷耐火材料常被用作炉子的衬套，因为它们既能耐高温，又具有良好的绝热特性，可以减少生产中的能量损耗。航天飞机常使用陶瓷瓦作挡热板。陶瓷瓦能承受航天飞机回到地球大气层时产生的高温，有效防止航天器内部关键部件的损坏。在现代化的燃气涡轮电站，涡轮的叶片上的陶瓷涂层（如稳定氧化锆）能保护金属基材不受腐蚀，降低基材上的热应力。作为有效的散热器能保护集成电路板与其它电子设备不受高温损坏，陶瓷已经成为微电子工业领域的关键材料。若要在和热相关的领域使用陶瓷材料，则要求精确测量它们的物理性能。
热量传递的三种基本方式是：对流、辐射与传导。对流是流体与气体的主要传热方式，对固态与多孔材料传热不起重要作用。对于半透明与透明陶瓷材料，尤其在高温情况下，必须考虑辐射传热，除了材料的光学性质外，边界状况亦能影响传热。对于陶瓷材料而言，传导是最重要的传热方式，热量的传导基于材料的导热性能――传导热量的能力。

2 导热系数的测试方法

常用的导热系数测试方法有：热流计法、防护热板法、圆管法、热线法、闪光法。
（1） 热流计法
热流计法[1]是一种间接或相对的方法。它是测试试件的热阻与标准试件热阻的比值。当热板和冷板在恒定温度和温差的稳定状态下，热流计装置在热流计中心区域和试件中心区域建立一个单向稳定热流密度，该热流穿过一个（或两个）热流计的测量区域及一个（或两个接近相同）试件的中间区域。假定测量区域具有稳定的热流密度，以及稳定的温差和平均温度。用标准试件测得的热流量为Qs、为热阻Rs，被测试件测得的热流量为Qu、热阻为Ru，其比值为：
由式（1）可计算出Ru，如果满足确定导热系数的条件，且试件厚度d已知，可由公式（2）算出试件的导热系数λ。
（2） 防护热板法
防护热板法[2]的工作原理和热流法相似，其测试方法是目前公认的准确度最高的，可用于基准样品的标定和其他仪器的校准，其实验装置多采用双试件结构。其原理是在稳态条件下，在具有平行表面的均匀板状试件内，建立类似于两个平行的温度均匀的平面为界的无限大平板中存在的一维的均匀热流密度。双试件装置中，由两个几乎相同的试件组成，然后其中夹一个加热单元，加热单元由一个圆或方形的中间加热器和两块金属板组成。热流量由加热单元分别经两侧试件传给两侧冷却单元。当计量单元达到稳定传热状态后，测量出热流量φ以及此热流量流过的计量面的面积A，即可确定热流密度q。由固旦皮定于金属板表面或在粗迟裂试件表面适当位置的温度传感器测量试件两侧的温度差ΔT，热阻R可由Q、A和ΔT计算得出，计算方法如下：
当满足一定条件时，测定试件的厚度d，由式（2）可计算出试件的平均导热系数λ。
（3） 圆管法
圆管法[3]是根据圆筒壁一维稳态导热原理，测定单层或多层圆管绝热结构导热系数的一种方法。根据傅立叶定律，在一维、径向、稳态导热的条件下，管状绝热材料的结岩闭构导热系数可采用式（4）计算：
式中：
Q――通过绝热材料的热量，W；
d2――绝热材料外表面直径，m；
d1――绝热材料内表面直径，m；
t2――绝热材料外表面温度，℃；
t1――绝热材料内表面温度，℃；
l――绝热材料的有效长度，m。
如果绝热材料在管道上使用，则必须根据使用状况用圆管法进行测定。因为圆管法能将绝热材料在管道上的实际使用状况，如绝热材料间的缝隙及材料的弯曲等因素都反映在测试结果中。
（4） 热线法
热线法[4]是应用比较多的方法，是在样品（通常为大的块状样品）中插入一根热线。测试时，在热线上施加一个恒定的加热功率，使其温度上升。由于被测材料的导热性能决定这一关系，由此可得到材料的导热系数，可采用式（5）计算：
式中：
λ――导热系数，W/(m・K)；
I――热线加热电流，A；
U――热线A、B间的端电压，V；
L――电压引出端A、B间热线的长度，m；
R――测定温度下热线A、B间的电阻，Ω；
t1、t2――从加热时起至测量时刻的时间，s；
θ1、θ2――t1和t2时刻热线的温升，℃。
这种方法的优点是产品价格便宜、测量速度快，对样品尺寸要求不太严格。缺点是分析误差比较大，一般为 5％~10％。这种方法不仅适用于干燥材料，而且还适用于含湿材料。该法适用于导热系数小于2W/m・K的各向同性均质材料导热系数的测定。
（5） 闪光法
闪光法[5]可看作是一种绝对的试验方法，适用测量温度为75~2800K，热扩散系数在10-7~10-3m2/s时的均匀各向同性固体材料。测试原理为：小的圆薄片试样受高强度短时能量脉冲辐射，试样正面吸收脉冲能量使背面温度升高，记录试样背面温度的变化。根据试样厚度和背面温度达到最大值的某一百分率所需时间，计算出试样的热扩散系数（α），然后根据材料的热扩散系数和体积密度及比热容，计算出材料的导热系数(λ)。热扩散系数和导热系数的计算公式如（6）和（7）：
α＝0.13879L2/t1/2（6）
式中：
α――热扩散系数，m2/s；
L――试样厚度，m；
t1/2――起始脉冲开始到试样背面温度升至最高时所需的一半时间，s。
λ=αcpρ（7）
式中：
λ――导热系数，W/m・K；
α――热扩散系数，m2/s；
cp――试样比热容，J/（kg・K）；
ρ――试样体积密度，kg/m3。
从原理上讲，试样的热扩散系数根据试样的厚度、热量从正面传递到背面的特征时间函数来确定。试验的不确定度和很多因素有关，包括试验本身、测定的温度、探测器性能、数据采集系统、数据分析（特别是有限脉冲时间的影响）、试验的不均匀加热和热辐射损失。对这些不确定度的原因可进行系统考虑，并对每次试验进行仔细分析。该方法具有试样几何结构简单、尺寸小、易于加工、测速快、设备单一等特点。

3 结 语

材料的导热系数测试方法主要有热流法、防护热板法、圆管法、热线法以及闪光法。各种方法都有不同的特点，应综合考虑被测试样的性质、形状、导热系数的范围、测量温度等因素，选用合适的导热系数测试方法。

参考文献
[1] GB/T 10295-2008,绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流
法.
[2] GB/T 10294-2008,绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护
热板法.
[3] GB/T 10296-2008,绝热层稳态传热性质的测定圆管法.
[4] GB/T 10297-1998,非金属固体材料导热系数的测定方法.
[5] GB/T 22588-2008,闪光法测量热扩散系数或导热系数.
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

⑵ 导热系数选择什么仪器怎么测试

导热系数测量根据同测量象测量范围各种适用传热机理包括稳态非稳态；稳态包括平板、护板、热流计等；非稳态称瞬态包括热线、热盘、激光等根据试形状平板、圆柱体、圆球、热线等直接简介类激光先获热扩散率根据给定密度比容计算导热系数热线平板直接获导热系数 原则讲稳态种基准始用于检测其精度依据实际稳态能准确测量影响素太且操作便需要操作员具比较强专业知识所现连外基本都用稳态改研究瞬态内市场现仪器恐怕少都些技术问题没解决所精度稳定性面些问题 现研究较瞬态热线理论讲热线固体、液体、气体导热系数都测量现际导热系数研究领域内公认测试真能热线做容易需要特别专业科研员花间研究照着些内或际标准做仪器问题 同测试都其适用范围比激光适合1000度固体平板适合于具较低导热系数保温材料液体导热系数测量要想测量准确更容易液体更容易发自流需要快间内获导热系数避免自流影响 检验仪器实际测试精度标准物质际都规定比固体硼硅玻璃（Pyrex 7740）锈钢（304L）液体饱液相甲苯拿台仪器先用些标准物质检测些标准物质数据都查能知道仪器精度宣

⑶ 含水合物多孔介质的导热特性实验

李栋梁^1,2，梁德青^1,2

李栋梁（1976－），男，博士，助理研究员，主要从事天然气水合物基础物性及应用技术方面的研究，E-mail:[email protected]。

1.中国科学院广州能源研究所/可再生能源与天然气水合物重点实验室，广州510640

2.中国科学院广州天然气水合物研究中心，广州510640

摘要：含水合物多孔介质的有效导热系数的重要性，涉及全球气候变暖对海底和大陆架中水合物稳定性的影响。利用单面瞬态平面热源法测定了不同水合物饱和度下石英砂体系的有效导热系数。结果表明：水合物的形成过程显著影响水合物生成后体系的有效导热系数，其有效导热系数和初始含水量并不成比例。水合物与沉积物颗粒不同的聚集模式可能显著影响它们的导热系数。从实验结果来看，水合物在低水饱和度石英砂中生成的水合物为胶结模式，而在高水饱和度石英砂中生成的是接触模式。从其导热系数来看，胶结模式的导热系数明显大于接触模式。

关键词：水合物；导热系数；石英砂；多孔介质

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

含水合物多孔介质的有效导热系数的重要性，涉及全球气候变暖对海底和大陆架中水合物稳定性的影响。松散沉积物的有效导热系数通常在实验室中通过对钻探所得样品测量而得到，但有时候样品并不是很容易取得，在这种情况下就需要对有效导热系数进行原位测量。但是，目前对含水合物多孔介质的有效导热系数测量工作并不是很充分^[1]。

Henninges等^[2]通过原位测试获得了永久冻土带含水合物沉积物的有效导热系数。Trehu^[3]也通过原位测试获得了含水合物海底沉积物的有效导热系数。但是，原位测量会受到很多限制。然而，实验室中的研究一般只限于简单的模拟沉积物和人工合成水合物，例如Stoll和Bryan^[4]测量了甲烷水合物与沉积物混合多孔介质的有效导热系数，但没有报道详细的配比关系。Waite等^[5]研究了甲烷水合物与石英砂混合多孔介质的有效导热系数有配比关系，但无相关模型建立。Tzirita^[6]较早实验测定了含水合物石英砂和黏土的有效导热系数，并指出孔隙度是控制其有效导热系数的临界因子。de Martin^[7]通过实验研究了纯甲烷水合物以及含水合物的石英砂导热系数并指出：在增强颗粒之间的热传递方面，甲烷水合物扮演了一个很重要的角色，甲烷水合物在孔隙中的存在增强了体系的有效剪应力，因此增强了颗粒之间的热传递。Cortes等]通过实验研究了THF（四氢呋喃）水合物与石英砂、THF水合物与黏土的有效导热系数，并使用并联模型、串联模型、Hashin-Shtrikman上界和Hashin-Shtrikman下界模型来分析沉积物有效导热系数与孔隙度的关系。黄犊子等^[9]结合瞬态面热源法来测量混合气水合物导热系数及含混气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数并发现：由于“爬壁”效应，混合气与饱含SDS（十二烷基硫酸钠）水溶液的沙子反应生成的含混合气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数约为1.2 W/(m·K），该数值显著低于含四氢呋喃水合物的沙子多孔介质的值（约1.9W/(m·K)）。

由于实地测量时接触热阻较大，并且钻井中存在流体的对流换热和测量时热响应的时间滞后，而实验室测量的情况并不能概括实地的样品情况，测量含水合物沉积物的有效导热系数变得相当困难，使得目前的实验结果差别较大，因此，有必要进一步研究含水合物沉积物的有效导热系数。

1 实验装置和过程

1.1 实验装置

实验装置由水合物合成系统、水合物压缩成型系统、导热系数测试系统和数据采集系统组成，整个实验系统如图1所示。其中水合物合成系统由反应釜、反应气路、恒温空气浴等组成。

图1 水合物导热测试实验系统图

反应釜的材质为1Cr18Ni9Ti，设计耐压强度为30MPa，工作压力最大25 MPa，内径50 mm，有效容积为200 m L。反应釜上端装有液体驱动的液压活塞，活塞杆下部连接压制样品用的圆柱体不锈钢块，反应釜上部连接位移传感器，活塞杆的移动距离可通过位移传感器显示。

反应釜底部装有Hot Disk导热系数测量探头，该探头为双螺旋探头结构。该探头在测试过程中起到2个作用，它既是加热样品的热源，又是记录温度随时间升高的阻值温度计。在Hot Disk测试系统中一般要求探头夹在两块平整的样品中间，而水合物的导热测试要求在高压下完成，其样品也需要通过压制才能获得较好的测试结果，因此本文选择直径为66 mm的聚四氟乙烯圆块为背景材料，通过单面测试和特殊计算来获取样品的导热系数。导热测试探头的电缆被分成4根线，每根线用1个带有绝缘套的针连接，针用卡套固定，保证密封且相互绝缘。

恒温空气浴采用意大利Angelantoni集团公司旗下的ACS公司生产的Challenge 250试验箱，温度范围为－70～180℃，控温精度和均匀度分别为±0.1℃和±0.5℃。

数据测试系统包括温度、压力和位移的测量。温度测量是采用四线铠装热电阻（Pt100），量程为－70～100℃，精度为0.1℃。压力测量用的压力传感器采用广州森纳士仪器公司生产的DG1300型压力传感器，精度0.5级，量程为0～20 MPa。位移的测量通过位移传感器来实现，位移传感器为北京京海泉传感科技有限公司生产的DA-20型传感器，量程0～50 mm，精度0.05％。数据采集系统为安捷伦公司Agilent-34970A型数据采集仪。

1.2 实验过程

确定管路系统无泄漏后在常温下打开反应釜，用吹风机吹干反应釜内残留的水分，然后量取一定体积的干石英砂小心置于反应釜中，用移液枪吸取蒸馏水直到完全浸没石英砂并记录消耗的水量。封好反应釜并连接好管路，然后对系统进行抽真空。抽完真空后通入12～14 MPa的甲烷气体。静置一段时间让甲烷充分溶解直到压力稳定后开始开启空气浴进行降温。随着温度的进一步降低，发现在－10℃左右压力会突起，冰生成会使体系的体积发生变化而导致压力升高。这时候可以上调空气浴的温度到5℃左右使冰融化，由于融冰过程可以加快水合物的形成。因此经过若干次重复后不再观察到温度下降过程中压力的突起，就可以判定沉积物中的水完全转化为水合物。待水合物完全生成后即可进行后续的热物性测试。

1.3 实验材料

实验中所需材料如表1所示。

表1 实验材料表

2 实验结果与讨论

2.1 部分水饱和石英砂混合体系的有效热导系数

图2为不同饱和度石英砂有效导热系数的实验结果。

图2 部分水饱和石英砂混合体系的有效导热系数

从图2可以看出，随饱和度的增加，有效导热系数值明显呈增大的趋势。对于饱和度小于90％的石英砂，试样有效导热系数值随含湿率的增加平稳增大，有效导热系数随饱和度的增加几乎呈线性增长，而饱和度从90％开始，随饱和度的增加，有效导热系数的增长速度开始变得非常迅速。和Chen^[10]于明志等^[11]的结果相比，导热系数还随着孔隙率的增大而减小。

2.2 水合物－甲烷－石英砂混合体系的有效导热系数

图3为含水合物石英砂有效导热系数与温度的关系实验结果。3个样品使用同样的石英砂，所不同的只是生成前石英砂孔隙中的水饱和度不同。水砂质量比分别为0.1927、0.2367和0.2568，对应的水饱和度分别为0.54、0.93和1.00。但从实验结果来看，生成水合物后体系的有效导热系数和初始含水量并不成比例。水砂质量比为0.1927的样品的有效导热系数最高，平均为1.60W/(m·K），水砂质量比为0.2367和0.2568的样品有效导热系数则分别为1.07 W/(m·K）和1.50 W/(m·K）。

图3 含水合物石英砂的导热系数与温度的关系

图4为水合物－甲烷－石英砂混合体系有效导热系数与水合物饱和度的关系。这里采用的石英砂样品不同水饱和度的样品，而样品中水已完全转化为水合物，剩余孔隙空间填充的是甲烷气体。

图4 水合物饱和度对甲烷/水合物/石英砂体系有效导热系数的影响

和图3相同，从实验数据来看，生成水合物后体系的有效导热系数和水合物饱和度并不成比例，高饱和度时导热系数反而较低。黄犊子等^[9]报道含甲烷水合物石英砂样品的有效导热系数为0.98 W/(m·K）。但根据他的评估，该样品含气率为29.2％，即该样品还含有29.2％的孔隙。因此，本文的样品和黄犊子等^[9]的样品可能一样，水合物中还含有一定量的气体，但可以肯定不含自由水或仅含少量的自由水，因为在降温过程中并没有观察到压力的突起。

2.3 水合物－水－石英砂混合体系的有效导热系数

图5为水饱和度水合物－石英砂体系的有效导热系数。这里采用的石英砂样品为饱和样品，而样品中剩余孔隙空间填充的是水。

从本实验结果来看，水饱和度水合物－石英砂体系的有效导热系数随水合物的饱和度增大而减小。但从报道的水合物导热系数来看，水合物的导热系数大于水。在有效介质理论中，水合物和沉积物的关系有2种模型：一种是接触模型（grain contact model），水合物与沉积物颗粒相互松散接触，在这种状态下，水合物有2种处理方法，一是把水合物当做流体，水合物和水共同作为流体相，这种模式也叫悬浮模式（模式A）；而是把水合物当做骨架的一部分，水合物和水共同组成固体骨架（模式B）。第二种为胶结模型（cementation model，模式C)^[14]。水合物与沉积物颗粒不同的聚集模式可能显著影响它们的导热系数。从本文的实验结果来看，水合物在低水饱和度石英砂中生成的水合物为胶结模式，而在高水饱和度石英砂中生成的是接触模式。从导热系数来看，胶结模式的导热系数明显大于接触模式。

图5 水合物饱和度对湿石英砂有效导热系数的影响

3 结论

1）湿砂体系有效导热系数随含湿率的增加平稳增大，且随着孔隙率的增大而减小。

2）水合物的形成过程显著影响水合物生成后体系的有效导热系数，其有效导热系数和初始含水量并不成比例。

3）水合物与沉积物颗粒不同的聚集模式可能显著影响它们的导热系数。从实验结果来看，水合物在低水饱和度石英砂中生成的水合物为胶结模式，而在高水饱和度石英砂中生成的是接触模式。从其导热系数来看，胶结模式的导热系数明显大于接触模式。

参考文献

[1]Waite W F,de Martin B J,Kirby SH,et al.Thermal Conctivity Measurements in Porous Mixtures of Methane Hydrate and Quartz Sand[J].Geophys Res Lett,2002,29(24):821-824.

[2]Henninges J.Measurements of Thermal Conctivity of Tetrahydrofuran Hydrate-Bearing Sand Using the Constantly Heated Linesource Method[C].International Conference 2007 and 97th Annual Meeting.Bremen:Geologische Vereinigung e.V,2007.

[3]Trehu A M.Subsurface Temperatures Beneath Southern Hydrate Ridge[J].Proc Ocean Drill Program Sci Results 2006,204:1-26,doi:10.2973/odp.proc.sr.204.114.

[4]Stoll R D,Bryan G M.Physical Properties of Sediments Containing Gas Hydrates[J].J Geophys Res,1979,84:1629-1634.

[5]Waite W F,Pinkston J,Kirby S H.Preliminary Laboratory Thermal Conctivity Measurements in Pure Methane Hydrate and Methane Hydrate-Sediment Mixtures:a Progress Report[M].Yokohama:Proceedings of the Fourth International Conference on Gas Hydrate,2002,728-733.

[6]Tzirita A.In Situ Detection of Natural Gas Hydrates Using Electrical and Thermal Properties[D].Texas:A&M Univ.,College Station,1992.

[7]deMartin B J.Laboratory Measurements of the Thermal Conctivity and Thermal Diffusivity of Methane Hydrate at Simulated in Situ Conditions[D].Georgia:Institute of Technology,2001.

[8]Cortes D D,Martin A I,Yun T S.Thermal Conctivity of Hydrate-Bearing Sediments[J].Journal of Geophysical Research,2009,114:B11103.doi:10.1029/2008JB006235.

[9]黄犊子.水合物及其在多孔介质中导热性能的研究[D].合肥：中国科学技术大学，2005.

[10]Chen S X.Thermal Conctivity of Sands[J].Heat Mass Transfer 2008,44:1241-1246.

[11]于明志，隋晓凤，彭晓峰.堆积型含湿多孔介质导热系数测试实验研究[J].山东建筑大学学报，2008,23(5）:385-388.

[12]Waite W F,de Martin B J,Ki rby S H,et al.Thermal Conctivity Measurements in Porous Mixtures of Methane Hydrate and Quartz Sand[J].Geophys Res Let,2002,29(24):821-824.doi:10.1029/2002 GL015988.

[13]Duchkov A D,Manakov A Y,Kazant sev S A,et al.Experimental Modeling and Measurement of Thermal Conctivity of Sediments Containing Methane Hydrates[J].Geophysics,2006,409(1):732-735.doi:10.1134/S1028334X06050114.

[14]Ecker C.Seismic Characterization of Methane Hydrates Structures[D].US:Stanford University,2001.

⑷ 稳态法测导热系数的实验的实验误差主要有哪些，要注意什么

稳态法导热系数测试的核心就是保证一维热流，那么测试的主要误差就是一维热流的破坏，主要有以下两个方面：

（1）护热板的护热温度控制不准确。国内外很少有导热仪在这方面严格按照测试方法标准规定进行实施，即采用温差热电堆来检测护热板和中心量热板之间的温差。

（2）量热板和护热板的温度均匀性。量热板和护热板的温度均匀性取决于加热板中电阻加热丝的盘绕方式，这方面ASTM有严格的标准可以执行。

导热系数仅针对存在导热的传热形式，当存在其他形式的热传递形式时，如辐射、对流和传质等多种传热形式时的复合传热关系，该性质通常被称为表观导热系数、显性导热系数或有效导热系数。

(4)液体导热系数实验装置扩展阅读：

不同物质导热系数各不相同；相同物质的导热系数与其的结构、密度、湿度、温度、压力等因素有关。同一物质的含水率低、温度较低时，导热系数较小。

一般来说，固体的热导率比液体的大，而液体的又要比气体的大。这种差异很大程度上是由于这两种状态分子间距不同所导致。现在工程计算上用的系数值都是由专门试验测定出来的。

与受潮带来的影响不同，温度升高会引起分子热运动的加快，促进固体骨架的导热及孔隙内流体的对流传热。此外，孔壁之间的辐射换热也会因为温度的升高而加强。若材料含湿，则温度梯度还可能造成重要影响：温度梯度将形成蒸汽压梯度，使水蒸气从高温侧向低温侧迁移。

⑸ 导热系数测试方法有哪些

从传热机理上分，包括稳态法和非稳态法；稳态法包括平板法、护板法、热流计法等；非稳态法又称为瞬态法，包括热线法、热盘法、激光法等。

根据试样的形状又可以分为平板法、圆柱体法、圆球法、热线法等。

热线法导热系数测定仪用于测定非金属固体材料的导热系数，应用于建筑、建材、节能、环保、轻工、化工、医疗等各个领域的材料的导热系数的测定。

符合标准：

GB 10297-1998 《非金属固体材料导热系数的测定方法 热线法》

热线法测定材料导热系数是一种非稳态方法，具有测试装置简单和测量时间短的优点。其原理是在匀温的各向同性均质试样中放置一根电阻丝，即所谓的热线，当热线以恒定功率放热时，热线和其附近试祥的温度将会随时间升高。根据其温度随时间变化的关系，可确定试样的导热系数。平板法导热系数测试仪主要用于测试纺织物、陶瓷纤维、毡、板、砖等耐火保温材料在不同温度下的导热系数。

符合标准：

GB/T 17911-2006《耐火材料 陶瓷纤维制品试验方法》

YB/T 4130-2005《耐火材料 导热系数试验方法(水流量平板法)》

更多可参考 【标准集团】

⑹ 采用平板导热仪测量液体的导热系数为什么通常要使热面在上冷面在下

静定液体受热时，会形成自然橡销对流，较热的部分会因密度减小而上浮，较冷的部分则沉在下面，形成亮如兆扰动和混合。测定导热系数时，热面在上冷面在下，使之与自然对流的方向一致，才能减小因自敬租然对流引起的扰动和误差。

⑺ 各种物质的导热系数准确测量方法

导热系数的测量方法很多，根据不同的测量对象和测量范围有各种适用的方法。从传热机理上分，包括稳态法和非稳态法；稳态法包括平板法、护板法、热流计法等；非稳态法又称为瞬态法，包括热线法、热盘法、激光法等。根据试样的形状又可以分为平板法、圆柱体法、圆球法、热线法等。还有直接法和简介法的分类，如激光法是先获得热扩散率，然后根据给定的密度和比容计算得到导热系数，而热线法和平板法是直接获得导热系数。

原则上来讲，稳态法是一种基准方法，最开始是用于检测其他方法精度的依据。但是实际上，稳态法能准确测量的影响因素太多，而且操作不方便，需要操作人员具有比较强的专业知识，所以现在连国外基本都不用稳态法了，改而研究瞬态法。国内市场上现有的仪器恐怕多少都会有些技术上的问题是没有解决的，所以精度和稳定性方面还会有些问题。

现在研究较多的是瞬态热线法，因为理论上来讲，热线法是固体、液体、气体的导热系数都是可以测量的，是现在国际导热系数研究领域内公认的最好的测试方法。但是真正能把热线法做好也是很不容易的，需要特别专业的科研人员花很长时间研究，如果只是照着一些国内或国际标准做出来的仪器，也是会有很多问题的。

不同的测试方法都是有其适用范围的，比如激光法适合1000度以上的固体，平板法适合于具有较低导热系数的保温材料，而液体的导热系数测量要想测量准确更是不容易的，因为液体更容易发生自然对流，需要在很快的时间内获得导热系数，避免自然对流的影响。

检验仪器实际测试精度的标准物质国际上都是有规定的，比如固体的有硼硅玻璃（Pyrex 7740）和不锈钢（304L），液体的有饱和液相甲苯。拿到一台仪器后，你可以先用这些标准物质检测一下，这些标准物质的数据都是可以查到的，然后就能知道仪器的精度是不是他宣称的那样了。

如果你需要测试流体导热系数，建议你找一下西安交通大学热与流体中心的热物性课题组，他们是专门研究流体导热系数测量的，而且技术很被国外学者认可，在导热系数研究领域是很专业的。

⑻ 大学物理实验导热系数的测定是什么

大学物理实验导热系数的测定是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质的不同对材料导热系数数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。

热导率是指材料直接传导热量的能力，或称热传导率。热导率定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量。热导率的单位为瓦米-1开尔文-1 。热导率，其中是导热体的横截面积，是单位时间内传导的热量，是两热源间导热体的厚度，则是温度差。

大学物理实验导热系数的影响因素

不同物质导热系数各不相同；相同物质的导热系数与其的结构、密度、湿度、温度、压力等因素有关。同一物质的含水率低、温度较低时，导热系数较小。

一般来说，固体的热导率比液体的大，而液体的又要比气体的大。这种差异很大程度上是由于这两种状态分子间距不同所导致。工程计算上用的系数值都是由专门试验测定出来的。

⑼ 液体的导热系数怎么测试

液体导热系数的研究,具有两方面的意义,一是理论研究上,可以帮助我们认识液体及其混合物的结构和它们的传热机理,二是为工业设计提供可靠的数据。因为液体物质的传热性能和它的结构密切相关,所以人们可以利用液体唯罩隐分指厅子结构的有关知识,估算液体的导热系数.但由于液体分子的堆积构型还没有完整的理论,这些估算所假设的公式和模型比较理闷扰想化、简单化。
实际在测试液体导热系数时，主要使用hotdisk方法测试。
【中科院刘老师导热测试】网络下，联系他帮你测试液体导热。