The present invention discloses a voltage measurement method for transient measurement of material thermophysical properties by hot wire method. The general principle of measurement and the calculation formula of material thermophysical properties are given. At the same time, it can reduce the difficulty of making probe when measuring temperature. Because the accuracy of voltage measurement is much higher than that of temperature measurement, it can also be expected to improve the accuracy of material thermophysical properties measurement by this method.
【技术实现步骤摘要】
热线法瞬态测量材料热物性的方法
本专利技术属于热学和传热学,涉及材料热物理性质的测量、研究、分析和应用等领域,可以广泛运用于绝热、保温、导热,散热和蓄热等工程技术和新材料开发和研究。
技术介绍
热线法测量材料的热导率,是一种基本的材料热导率的测量方法。在国内目前已经有国家标准GB/T10297-2015,GB/T11205-2009。美国材料与试验协会也有ASTMCH13,ASTMD5930等标准。欧洲、日本也有相应的标准。这些标准中历史最长的已经存在了四十多年。但是,关于热线法测量材料的热导率的数据处理确实存在严重问题,致使热线法测量材料热导率的误差极大,限制了这种测量方法的运用,在热物性测量中一直处于从属的地位。热线法测量材料的热导率的物理模型是一维圆柱面传热问题。并以一维圆柱面传热问题的精确解的一次积分式为基础进行测量的。式中,θ(r0,τ)=T(r0,i)-T(r0,t0)表示待测材料中热线表面与材料界面处,在τ=t-t0时间内的温升,单位为K。t0为加热测量的起始时刻,单位为秒。T(r0,t)表示热线表面t时刻的温度。T(r0,t0)为该处起始加热时刻的温度。为加热测量时的热流强度,单位为W·m-2;I表示热线通过的电流强度,单位为A;R代表热线的电阻,单位为Ω;r0表示热线半径,单位为m;l表示热线长度,单位为m。λ为待测材料的热导率,单位为W·m-1·K-1;c=0.57726,为积分常数;为热扩散系数,单位为m2·s-1。ρ表示待测材料的密度,单位为kg·m-3;cp表示待测材料的定压比热容,单位为J·kg-1·K。但是,在运用(a)式处理 ...
【技术保护点】
1.一种热线法瞬态测量材料热物性的方法,包括步骤:一、准备步骤1)、制作待测材料的标准试样,该试样为两块同质方体试样;2)、制作一套测量仪器,该测量仪器包括探头、稳流电源,数据采集器、数据处理器;3)、建立求解材料热物性参数的物理数学模型,依据该物理数学模型编写软件程序,写出代码,存入测量仪器;二、测量步骤1)、将探头挟持在两块试样之正中间,使其热线与标准试件样平面的中轴线贴合;2)、向探头通入恒流电流;3)、探头将探测到的温度信号送入数据采集器,数据采集器将温度信号转换成相应的数字信号;4)、数据处理器运行软件程序,对数字信号进行计算处理,获得热物性参数的值;其特征在于,所述求解材料热物性参数的物理数学模型基于一维圆柱面传热问题的精确解的一次积分式
【技术特征摘要】
1.一种热线法瞬态测量材料热物性的方法,包括步骤:一、准备步骤1)、制作待测材料的标准试样,该试样为两块同质方体试样;2)、制作一套测量仪器,该测量仪器包括探头、稳流电源,数据采集器、数据处理器;3)、建立求解材料热物性参数的物理数学模型,依据该物理数学模型编写软件程序,写出代码,存入测量仪器;二、测量步骤1)、将探头挟持在两块试样之正中间,使其热线与标准试件样平面的中轴线贴合;2)、向探头通入恒流电流;3)、探头将探测到的温度信号送入数据采集器,数据采集器将温度信号转换成相应的数字信号;4)、数据处理器运行软件程序,对数字信号进行计算处理,获得热物性参数的值;其特征在于,所述求解材料热物性参数的物理数学模型基于一维圆柱面传热问题的精确解的一次积分式式中:θ(r0,τ)=T(r0,t)-T(r0,t0)表示待测材料中热线表面与材料界面处,在τ=t-t0时间内的温升,单位为K;t0为加热测量的起始时刻,单位为秒;T(r0,t)表示热线表面t时刻的温度,T(r0,t0)为该处起始加热时刻的温度;为加热测量时的热流强度,单位为W·m-2;I表示热线通过的电流强度,单位为A;R代表热线的电阻,单位为Ω;r0表示热线半径,单位为m;l表示热线长度,单位为m;λ为待测材料的热导率,单位为W·m-1·K-1;c=0.57726,为积分常数;为热扩散系数,单位为m2·s-1;ρ表示待测材料的密度,单位为kg·m-3;cp表示待测材料的定压比热容,单位为J·kg-1·K;从(1)式出发,进行恒等变换,得到温升与测温时间对数之间的关系式θ(r0,τ)=klnτ+D(2)式中:C*=ec(5)依据上述...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。