基于Hot-disk的液体导热系数测量装置实验研究

基于Hot-disk热物性分析仪,开发了一种应用于液体导热系数测定的装置。应用该装置对液体进行导热系数测定时,可以较好地避免自然对流的影响,且制作简便,成本低廉。使用该装置对26℃的去离子水进行了5次测量,并分析了其测量结果。最大测量误差为8.5%,最小测量误差为2.05%,测量误差平均值为5.84%,5次测试的结果平均值为0.573 1 W/m·K,与文献标准值的偏差仅为3.72%。测试精确度较公式法取得很大进步,可以满足工程应用。     

常功率平面热源法测定建筑材料蓄热系数的研究

对常功率平面热源法测定建筑材料的蓄热系数进行数学建模,根据半无限大一维非稳态传热模型得出建筑材料蓄热系数随测试时间变化的数学表达式,并对热脉冲法测定材料蓄热系数的装置进行简化,得到适用于测试建筑材料蓄热系数的简单装置,并以聚苯乙烯泡沫塑料板、岩棉板、蒸压加气混凝土砌块为样品进行实验研究。研究表明,热流密度与测试时间一定时,试件的过余温度与试件的导热系数成反比。导热系数较小的样品,蓄热系数随测试时间先减小而后趋于稳定,导热系数较大的样品,蓄热系数随测试时间先减小而后逐渐增大。导热系数较小的样品,其蓄热系数基本不随热流密度的变化而变化,而导热系数较大的样品,其蓄热系数随热流密度的增大而增大。     

热线法测试隔热耐火材料高温导热系数的实验研究

在简述了不同导热系数测试方法的基础上,提出了用非稳态热线法测试隔热耐火材料高温导热系数的方法,并针对目前国内高温导热系数的热线法测试装置比较空缺的情况,对现有热线法导热仪进行升级改造,同时,采用FLUENT软件对测量区温场进行模拟计算。改造后的仪器,测试温度范围从最高500℃提高到1000℃,测量时间缩短了近1/2。经过标样测试与数据比对,该装置具有较好的准确度和重复性,达到了预期目标,可应用于科研及工程材料测试。     

常功率平面热源法测定保温材料热物理性能的研究

对常功率平面热源法测量保温材料的热物理性能进行数学建模,根据半无限大一维非稳态传热模型分别给出保温材料导温系数、导热系数、比热容、蓄热系数随测试时间变化的数学表达式,并以聚苯乙烯泡沫塑料板为样品进行实验研究。研究表明,导热系数、蓄热系数、比热容在实验初始阶段均迅速下降,而后逐渐上升,蓄热系数和比热容开始出现上升的时间迟于导热系数,导温系数随测试时间基本呈线性变化。相比稳态法,常功率平面热源法具有装置简单、操作方便、测试周期较短的特点。     

相变储能复合材料相对导热系数研究

为了科学评价相变储能复合材料在建筑工程中应用的节能效果,根据相变材料的性质,从能量的角度提出了相对导热系数的概念及其测试方法——能量补偿法.利用自行研发的测试装置,对绝热材料导热系数参比板、普通石膏板、膨胀珍珠岩复合板以及相变石膏板进行了测试,并采用所述相对导热系数法来表征其导热性能.试验表明：所提方法不仅可测相变储能复合材料的相对导热系数,而且对普通保温材料也适用,能较好地实现相变储能复合材料的热工性能评价,为其在建筑节能工程中的应用提供技术支持.     

保温材料导热系数测试数据复现性优化研究

针对不同类型、不同规格保温材料导热系数的差异性,对比试验了不同导热系数测试设备的复现性,研究了冷热板平均温度、冷热板温差、实验室温度、干燥工艺等因素对导热系数测试结果的影响;提出了导热系数测试结果准确性和复现性的相关措施。经实验室比对验证,优化效果明显。     

人工冻融黏土导热系数试验研究

基于TC3000型热线法导热系数测试原理,研制了人工冻土导热系数测试系统,该系统具有温度精度高、测试速度快、测试灵活等优点。对冻结地下工程岩土进行了导热系数试验研究,获得人工冻结黏土随干密度、含水率、外界环境温度变化对冻土导热系数的影响规律。试验结果表明:冻融土导热系数随干密度呈线性增加,平均增长速率为0.20~0.25 W/m·K之间;冻融土导热系数随含水率变化平均增长速率相差不超过0.03 W/m·K;温度每降低1℃,冻融土导热系数增加0.01~0.014 W/m·K。研究成果可为类似冻结工程中测试土体导热系数提出一种新的有效方法,对人工冻结温度场计算具有重要指导意义。     

绝热材料低温导热系数的测试

采用防护热平板法进行绝热材料低温导热系数测试,测试实践解决了4个关键试验条件：测试堆的制冷、冷却水套及其管路中残留水的清除、冷凝水的去除和隔热、外防护套的配置。通过对国家标准参比低温导热系数的测试,结果表明：采用防护热平板法测试结果得出的导热系数方程与《绝热材料导热系数参比板》国家标准样品证书提供的导热系数方程吻合得很好,并认为将此方程外推至－60－0℃的数据可以作为校准导热仪的参考值。     

高寒地区特长公路隧道中花岗岩的热参数测试

岩石属于较低热导的固体,影响岩石导热系数的因数很多,天然岩石的导热系数约波动于0.5～10W/(m·K)范围内,介于较低热导性能的固体范畴.进行岩样导热系数测试之前,须进行大量测试试样导热系数的试验,综合所有测试导热系数方法,探讨一种适合于测试花岗岩的导热系数测试方法.     

影响岩土导热系数测试准确性的因素分析

目前现场测量岩土导热系数方法需要首先确定回填材料导热系数、埋管管壁的导热系数、埋管管间距、钻孔直径、循环水出入口温度以及加热功率等,这些参数测定的准确性影响岩土导热系数测量的准确性。本文分析了上述因素测量准确性对岩土导热系数测试结果的影响规律。研究表明:回填材料导热系数、埋管管间距和加热功率测量的准确性对岩土导热系数测试结果影响较大;而埋管管壁导热系数、钻孔直径和循环水出入口温度测量值的影响较小。     

冻土导热系数测试和计算现状分析

为认知冻土导热系数测试和计算方法的研究现状,从而服务于冻土温度场的计算,介绍了冻土导热系数的研究背景和导热系数对冻土温度场的贡献,并对冻土的组成和导热系数随不同负温变化的原因进行了分析。阐述了目前冻土导热系数的测试技术、计算方法、理论计算模型及土中固相矿物导热系数的确定方法,并分析了其优缺点和误差存在的原因。对冻土导热系数随温度、干密度、含水率等因素变化的研究成果进行了整理,分析了基于测温法确定冻土导热系数存在的误差及其原因,并初步提出了一种修正冻土导热系数测试结果的方法。在此基础上,提出了对冻土导热系数测试和计算的建议和展望。结果表明:温控环境和测试过程中的相变热对导热系数实测值均存在影响,从未冻水含量的角度修正相变潜热对导热系数测试过程的影响具有理论可行性;线性回归预估模型应考虑土质对测试值的初始影响,从相间热量平衡的角度建立导热系数的理论模型,对于温度场解析问题的研究具有重要作用;考虑土颗粒的多孔特性,推演不随密度变化的土中固相物质导热系数的确定方法,对于提升冻土导热系数计算模型的预测精度具有基础作用;从微观角度出发,建立能够反映土体冻结速率的导热系数模型应是冻土导热系数研究区别于常规土体的重要方向;统筹考虑导热系数、比热和潜热对温度场的影响,从温度场的角度验证导热系数计算模型的可靠度是必要的;所得到的结论可为冻土温度场解析解问题的研究和冻结法施工中的温度场预测提供借鉴。     

岩土热物性热响应测试的试验研究

通过测试装置测定出测试孔输入功率、环路平均温度,采用线热源模型对现场测试数据进行推导分析,计算出测试孔岩土导热系数,该数值对在当地以及周边地区进行土壤源热泵系统设计具有重要的参考价值。     

现场热响应试验测定导热系数的影响因素分析

通过对嘉兴市一试验井分别进行连续15 d和6.25 d的岩土热响应试验,研究了测试时间、舍弃初始时间、加热功率对埋管深度范围内岩土体导热系数测试的影响。结果表明,测试时间为72~96 h时测得的导热系数比较稳定;确定舍弃初始时间时要结合加热功率;加热功率越大,导热系数越小。     

相变储能石膏板导热系数2种测试方法的研究

相变储能石膏板导热系数的测试多采用单一的非稳态测试方法,为更好表征相变储能石膏板导热系数的变化规律,分别采用稳态测试方法（防护热板法）和非稳态测试方法研究了相同配合比相变储能石膏板的导热系数.分析比较发现：随着相变材料掺量的增大,石膏基相变储能构件的导热系数降低;2种测试方法均能反映相变储能石膏板导热系数的变化规律,初始温度在相变温度区间时,试件的导热系数值最大;非稳态测试得到的导热系数值较大.     

硅酸钙板导热系数影响因素的研究

探讨了材料类型、密度、含水率、测试温度等因素对硅酸钙板导热系数的影响。结果表明,硅酸钙板的结构类型不同,其导热系数会存在较大差别;密度越小,其孔隙率相对越大,导热系数值就会越小;导热系数随着含水率的增加出现先缓慢增加再迅速增加后趋于平稳的趋势;绝干或含水率较低情况下,其导热系数随着平均温度的升高而增大,且密度等级越低,增幅越大,但由于加热法测量导热系数的过程中存在湿分迁移效应,当含湿量超过一定值时(约8%~10%),测试平均温度越高,其导热系数反而越小。     

试样厚度和温差对模塑板导热系数测试结果的影响

采用稳态热流计法,试样厚度以10 mm为间隔,测试温差以10℃为间隔,测试了10～40℃温差条件下的15～100 mm厚白色模塑板及黑色模塑板的导热系数。结果表明:随着试样厚度的增大,导热系数测试结果与理论不相符,呈现增大趋势,且当试样过薄或过厚时,测试结果相对偏差较大,超出设备测试准确度范围±3%;温差对试样导热系数测试结果的影响很小,白色和黑色聚苯板的导热系数测试相对偏差均在±0.5%以内。     

圆管法导热系数测量的试验研究

为了测量管状或者厚度不均匀的保温材料的导热系数,根据圆管导热仪的构造和原理,建立了导热仪模型和相关的测试系统,并通过试验测量了岩棉在不同温度条件下的导热系数,最后对试验结果进行了误差分析,结果证明了所建模型与试验装置的可靠性,所组建的导热仪可以快速有效地对圆管状材质的导热系数进行测试.     

柔性泡沫橡塑绝热板材导热系数的测定与分析

通过对柔性泡沫橡塑绝热板材在-20℃至40℃温度段内导热系数的多次测定，探讨了其导热系数、厚度、密度和测试平均温度之间的变化关系，有利于对柔性泡沫塑料导热系数随温度变化规律的认识及对其产品标准导热系数指标的制定。     

混凝土导热系数的试验研究与预测模型

采用防护热板法和瞬态平面热源法测试了粗骨料、水泥砂浆和混凝土的导热系数,考察了砂率、骨料种类及其体积分数、水灰比和饱和度对混凝土导热系数的影响;利用复合材料导热系数模型,分析了饱和/干燥状态下混凝土内水泥砂浆与粗骨料间界面热阻的影响.结果表明:混凝土导热系数随饱和度、骨料体积分数、骨料导热系数的增大而增加,随水灰比的增大而减小;对干燥混凝土导热系数的预测需考虑界面热阻的影响.在假定混凝土固相导热系数随着饱和度线性增大的基础上,提出了基于饱和度影响的混凝土导热系数计算模型.     

稳态法测试保温材料导热系数的系统性误差

导热系数是保温材料最重要的热物理性能,对其进行准确的测试具有十分重要的意义。测试过程会受到方法及一些不可控因素的影响,因此测试结果的准确性需要被对比验证。本文以热流计法和防护热板法为例,对常用保温材料膨胀聚苯乙烯板(expanded polystyrene,EPS)的导热系数进行测定。实验采用不同厚度的试件进行测试。实验结果表明试件的热阻随试件的厚度的增加而线性增大;而导热系数作为材料的固有属性,也随厚度增加呈现上升趋势,说明了对测试结果进行修正的必要性。分析结果显示修正后材料的导热系数与试件厚度无关,通过2种方法得到的导热系数差异为2%,准确性较高。热流计法和防护热板法得到的测试导热系数与修正导热系数的最大差异分别为16%和25%,证明了测试中的系统性误差需要被考虑和修正。