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关于导热系数仪你真的了解吗?

更新时间:2019-04-29      点击次数:1607
        导热系数仪是一种基于傅立叶导热定律而进行材料导热系数测量的仪器,在导热过程中,单位时间内通过给定截面的热量,与该截面的面积和垂直于该截面方向的温度梯度成正比,在一维稳态导热时,其数学表达为:
  (1)
  经过积分换算,公式(1)可以推导出
  (2)
  其中, ——为被测材料的导热系数, ;
  Q——为通过被测材料试样的传热量,W;
  h——为被测材料试样的厚度,m;
  A——为计量板的面积,㎡;
  ——为被测材料试样高温传热面的平均温度,℃;
  ——为被测材料试样低温传热面的平均温度,℃
  这个公式成立有3个前提条件:(1)传热是一维传热,侧面没有热传递或热损失;(2)被测材料具有各向同性或垂直导热截面上有相同的热物性;(3)温差是被测材料两个传热面上温度的差值。但是,在实际中测量由于仪器设备和测量手段的约束,往往无法理想的满足这三个条件,只能使之产生的影响zui小化。例如使被测材料材质尽量均匀,在侧面增加绝热板,减小侧面热损失,在尽量靠近热板表面处埋设温度传感器,减小接触热阻等。
  所以,实际应用中的导热系数仪通常由计量加热单元、冷板单元、防护单元、控制系统、测量系统、压紧系统和制冷机构组成。装置主要结构如图1所示。
  3. 校准方法
  通过以上原理可以得知,稳态法测量导热系数的困难主要在于相关参量的准确获得。由于导热系数是标志一个过程(传热)的性质的热物性参数.因此不可能通过直接静态对比而得出。所以,可以将同样尺寸规格的标准样品(导热系数已知)放在导热系数仪中,在某一外部条件下,经历一个传热过程,另外再通过测量冷热板的表面温度,就可根据测量结果的比较而得到被测导热系数仪的测量准确度。
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