熱線法是一般用于測(cè)量材料的熱導(dǎo)率,給出一種數(shù)據(jù)處理方法,可以同時(shí)測(cè)量出材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和熱導(dǎo)率，具有速度快、精度高的特點(diǎn)。導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱性能優(yōu)劣的物性參數(shù)，其數(shù)值取決于物質(zhì)的種類及物質(zhì)所處的壓力、溫度狀態(tài)。確定物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)可以采用理論和實(shí)驗(yàn)研究?jī)煞N方法，一般而言，實(shí)驗(yàn)測(cè)量更為準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法可以分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法兩大類。瞬態(tài)熱線法屬于其中的非穩(wěn)態(tài)法中的瞬態(tài)熱流法。瞬態(tài)熱線法測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)又可分為單熱線和雙熱線兩種方法。
1.穩(wěn)態(tài)法
穩(wěn)態(tài)法的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，但電氣控制和調(diào)節(jié)線路比較復(fù)雜。
非穩(wěn)態(tài)法的導(dǎo)熱微分方程比較復(fù)雜，邊界條件也難以確定，但具有測(cè)量時(shí)間短、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。非穩(wěn)態(tài)法可以分為周期熱流法和瞬態(tài)熱流法兩大類，常用的測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù)的瞬態(tài)熱源法與瞬態(tài)熱線法均屬于瞬態(tài)熱流法，瞬態(tài)熱源法分為瞬態(tài)熱帶法和瞬態(tài)熱盤法(Transient Plane Source)主要用于固體導(dǎo)熱系數(shù)的研究，瞬態(tài)熱線法主要用于液體導(dǎo)熱系數(shù)的研究。其中的瞬態(tài)熱線法是*的測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)較好的方法。
2.瞬態(tài)熱線法
瞬態(tài)熱線法可用于測(cè)定固體、粉末和流體的導(dǎo)熱系數(shù)，適用于各向同性和各向異性材料。可測(cè)量的溫度范圍從低溫到大約1800K。
這種方法的理想模型為無(wú)限大介質(zhì)中的徑向一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題，具體為無(wú)限長(zhǎng)的熱線在無(wú)限大介質(zhì)中處于初始熱平衡狀態(tài)下受到瞬間加熱脈沖而引起的熱傳導(dǎo)過(guò)程。瞬態(tài)熱線法的測(cè)量時(shí)間較短，在流體發(fā)生自然對(duì)流之前就可以完成測(cè)量，因而可以避開(kāi)對(duì)流的影響。此外，瞬態(tài)熱線法的適用范圍較寬，除了稀薄氣體及臨界附近外都可以進(jìn)行測(cè)量。
相對(duì)固體來(lái)說(shuō)，液體導(dǎo)熱系數(shù)的研究更為復(fù)雜。由于瞬態(tài)熱線法測(cè)量液體和氣體的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，測(cè)量時(shí)間較短，通常只需要測(cè)量幾秒鐘，*可以避開(kāi)對(duì)流的影響，所以被*為是較好的液體或氣體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法，而且其適用范圍較寬，除了稀薄氣體及臨界附近外都可以進(jìn)行測(cè)量。如果對(duì)采集系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，瞬態(tài)熱線法還能同時(shí)測(cè)量流體的熱擴(kuò)散系數(shù)，這樣利用已知的密度數(shù)據(jù)就可以得到流體的比熱容數(shù)據(jù)。
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