【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导热系数测量的，具体涉及一种改进的非牛顿流体导热系数的测量方法、装置及电子设备。
技术介绍
1、明晰非牛顿流体的导热系数对研究非牛顿流体的复杂质能输运特性具有重要意义。非牛顿流体的剪切运动破坏其内部的微观结构，不仅流变具有非牛顿特性，热传导也具有非牛顿特性，即导热系数随剪切速率发生显著变化。之前关于非牛顿流体剪切流动状态下的导热系数研究大多采用同轴圆柱法，如西安交通大学孙成珍教授等人发表的论文(sunc,bai b,lu wq,et al.shear-rate dependent effective thermal conductivity ofh2o+sio2 nanofluids[j].physics of fluids,2013,25(5):718.)用同轴圆柱法测量了二氧化硅纳米流体在变剪切速率下的导热系数，哈尔滨工业大学徐鸿鹏学者的硕士论文(徐鸿鹏.粘弹性流体基纳米流体流变学物性研究[d].哈尔滨工业大学,2013.)用同轴圆柱法研究了不同剪切速率下粘弹性流体基纳米流体的导热系数。但是这些学者忽略了流体在剪切流动过程中产生的粘性耗散热，导致测得的导热系数比真实值偏低。
2、北京科技大学的隋济泽博士在其博士论文(隋济泽.复杂流体边界层剪切流动中传热传质研究[d].北京科技大学,2017.)中研究了幂律非牛顿流体依赖于剪切速率的导热系数，考虑了水动力学流场的贡献，其对同轴圆筒导热系数测量仪器的设计考虑的是外筒加热旋转，热量由外筒通过实验流体向内筒传递，这使得传递到内筒的热量累积不宜向外散失，导致测
3、现有的非牛顿流体导热系数测量方法，如中国专利《一种非牛顿流体导热系数的测量方法》，公开号为cn 113075254 a，采用同轴圆柱法测量非牛顿流体导热系数，对测量设备的设计弥补了上述缺陷且考虑了流体剪切流动过程中产生的粘性耗散热，然而其忽略了粘性耗散热在环形间隙中的传递是随环形间隙半径变化的，简单把环形间隙中传递的粘性耗散热当成整个间隙中产生的所有粘性耗散热，造成测量值偏大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有的非牛顿流体导热系数测量方法忽略了粘性耗散热在环形间隙中的传递随半径的变化导致导热系数测量值偏高的问题，本专利技术提出了一种改进的非牛顿流体导热系数的测量方法、装置及电子设备用于解决现有技术中存在的上述问题。
2、本专利技术的上述技术目的将通过以下所述的技术方案予以实现。
3、一种改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1.搭建非牛顿流体导热系数测量平台；
5、s2.建立非牛顿流体的导热系数模型，在所述模型的建立过程中考虑测量平台的环形间隙中传递的粘性耗散热在径向上的变化；
6、s3.配制所述非牛顿流体；
7、s4.采用所述测量平台对所述非牛顿流体进行导热系数测量获得实验数据；
8、s5.将所述实验数据代入所述导热系数模型，进行计算得到改进的非牛顿流体导热系数。
9、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述测量平台包括两同轴圆筒加热旋转单元，所述两同轴圆筒加热旋转单元包括内筒和外筒，所述内筒的内壁上设置有加热膜，所述内筒和外筒之间形成有径向的所述环形间隙。
10、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述建立的导热系数模型为：
11、
12、其中，k为所述非牛顿流体的导热系数；
13、r为环形间隙中某点处的半径，为所述内筒中心点到同一高度待测液体某点处的距离，大小由ri至ro变化；
14、q1为内筒单位时间加热产生的热量；
15、q3为非牛顿流体剪切流动过程中单位时间产生的粘性耗散热在环形间隙半径r位置处的传递量；
16、ro为所述外筒的内径；
17、ri为所述内筒的外径；
18、to为贴近所述外筒内壁的非牛顿流体的温度；
19、ti为贴近所述内筒外壁的非牛顿流体的温度；
20、h是内筒加热膜的长度；
21、τrθ是剪切应力，是流体的剪切速率。
22、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述导热系数测量在不同温度梯度、剪切速率和浓度条件下进行。
23、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述温度梯度的近似表达式为：
24、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述q3的表达式为：即粘性耗散热的传递量随半径r的变化而变化。
25、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述非牛顿流体的剪切速率表达式近似为：其中n为所述外筒的旋转速度。
26、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述剪切应力τrθ为在所述外筒旋转速度n时对应的剪切速率且温度在(ti+to)/2时测得的所述非牛顿流体的剪切应力。
27、本专利技术提供了一种改进的非牛顿流体导热系数的测量装置，所述装置用于实现所述的方法，所述装置包括：
28、搭建模块，用于搭建非牛顿流体导热系数测量平台；
29、建模模块，用于建立非牛顿流体的导热系数模型，在所述模型的建立过程中考虑测量平台的环形间隙中传递的粘性耗散热在径向上的变化；
30、配制模块，用于配制所述非牛顿流体；
31、测量模块，用于采用所述测量平台对所述非牛顿流体进行导热系数测量获得实验数据；
32、计算模块，将所述实验数据代入所述导热系数模型，进行计算得到改进的非牛顿流体导热系数。
33、本专利技术还提供了一种电子设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现所述的方法。
34、本专利技术的有益技术效果
35、本专利技术的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，包括以下步骤：搭建非牛顿流体导热系数测量平台；建立非牛顿流体的导热系数模型，在所述模型的建立过程中考虑测量平台的环形间隙中传递的粘性耗散热在径向上的变化；配制所述非牛顿流体；采用所述测量平台对所述非牛顿流体进行导热系数测量获得实验数据；将所述实验数据代入所述导热系数模型，进行计算得到改进的非牛顿流体导热系数。本专利技术对现有的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述测量平台包括两同轴圆筒加热旋转单元，所述两同轴圆筒加热旋转单元包括内筒和外筒，所述内筒的内壁上设置有加热膜，所述内筒和外筒之间形成有径向的所述环形间隙。
3.根据权利要求1或2所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述建立的导热系数模型为：
4.根据权利要求3所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述导热系数测量在不同温度梯度、剪切速率和浓度条件下进行。
5.根据权利要求4所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述温度梯度的近似表达式为：
6.根据权利要求3所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述Q3的表达式为：即粘性耗散热的传递量随半径r的变化而变化。
7.根据权利要求3所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述非牛顿流体的剪切速率表达式近似为：其中n为所述外筒的旋转速度。
8.根据权利要求7所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述剪切应力τrθ为在所述外筒旋转速度n时对应的剪切速率且温度在(Ti+To)/2时测得的所述非牛顿流体的剪切应力。
9.一种改进的非牛顿流体导热系数的测量装置，其特征在于，所述装置用于实现权利要求1-8任一项所述的方法，所述装置包括：
10.一种电子设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述测量平台包括两同轴圆筒加热旋转单元，所述两同轴圆筒加热旋转单元包括内筒和外筒，所述内筒的内壁上设置有加热膜，所述内筒和外筒之间形成有径向的所述环形间隙。
3.根据权利要求1或2所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述建立的导热系数模型为：
4.根据权利要求3所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述导热系数测量在不同温度梯度、剪切速率和浓度条件下进行。
5.根据权利要求4所述的改进的非牛顿流体导热系数的测量方法，其特征在于，所述温度梯度的近似表达式为：
6.根据权利要求3所述的改进的非牛顿流体导热系数的...
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