用熱線法測量多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù)

摘要 發(fā)展于熱導(dǎo)率測量的瞬態(tài)熱線法，已被證明是最適合于液體和氣體的研究方法。該方法也適用于固體。該方法已用于測量高孔隙系統(tǒng)的熱導(dǎo)率，如粉末和單片氣凝膠，其導(dǎo)熱系數(shù)在真空中溫度為300K時(shí) 。由于標(biāo)本非常小的熱導(dǎo)率，軸向熱損失及其熱線和介質(zhì)接觸熱阻對溫度升高的影響不容忽視。在此對這些影響進(jìn)行了分析，并提出了一個(gè)新的考慮到軸向熱損失的解決方案，并允許測定介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)和熱線-介質(zhì)接觸系統(tǒng)的傳熱系數(shù)H 。該分析結(jié)果適用于全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，包括T 與時(shí)間t，并使r，H，和 T等參數(shù)最優(yōu)化。參數(shù) T是發(fā)生在加熱脈沖開始時(shí)間和第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的溫度變化。且沒單位體積介質(zhì)和熱線的熱容必須是已知的。人們對密度為170kgm 和269kgm 的兩種顯影硅氣凝膠在從室溫到大約800K下進(jìn)行了測量。測量結(jié)果顯示與長期使用的近似曲線相比，記錄的T -t曲線適用于新的解決方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新的測量方法系統(tǒng)地傾向于較低的導(dǎo)熱率，且由于軸向熱損失隨著溫度的升高二者之間的相對偏差增大。對密度為269kgm-3地氣凝膠樣品而言，其差異在300K時(shí)為8%而在850K時(shí)增加為25%。而新的測量方法使超級絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)偏差控制在10%之內(nèi)。