低温冻土导热系数测定仪的设计与研制

低温冻土导热系数测定仪的设计与研究，为冻土导热系数的测定、冻土热物性的研究提供了重要的前提和条件，包括低温冷水域系统、制冷系统、温控系统的设计与研究。本测定仪设计的关键在于保证被测土块两侧的温度精度。设计结果满足待测试块两侧温差为15℃，其中一侧达到-10℃，另一侧达到-25℃，精度为±0．5℃。     

一种测量低温导热系数 电阻率和热电势的装置

低温下固体材料的导热系数、电阻率和热电势是三个重要的物性参数。精确而快速测量上述参数一直是人们所关心的问题。本文介绍一种能测量低温下固体材料(特别是金属材料)的导热系数、电阻率和热电势的装置。该装置主要由低温量热器和电子测量控制系统两大部分组成,包括试样、测温夹具、热汇和试样加热器、可控温热补偿屏、真空腔、内杜瓦及计算机数据采集与打印系统等。试样的长度可变化(30～80mm),截面积也可变化(0.1～6cm~2)。它可以测量零点几到数千W/m·K不同导热系数的材料。只要在内杜瓦中充装LN_2、LH_2、LHe,就可以测量从这些液化气体温度到室温范围的上述三个物性     

不同负温条件下冻土导热系数的理论模型和试验验证

基于饱和冻土的三相组成和导热系数量纲定义,将冻土简化为由土柱、液态水、冰柱组成的混合物,进而建立了冻土导热系数的几何模型。考虑实际冻土中三相组成的含量随温度变化而不断变化的事实,给出了随温度变化的水柱和冰柱体积计算与演变规律。在此基础上,利用并联体系导热效果的叠加原理,给出了随温度变化的冻土导热系数计算模型。基于热流传递过程中并联与串联同时进行的耦合特性,建立了考虑固-液界面的导热系数计算模型。将预测值与瞬态探针法的实测结果和Johansen法的计算结果对比后发现,该类计算方法能有效模拟不同负温条件下冻土的导热系数,并且具有概念清晰、方法简单等特点。     

瞬态热线法液体导热系数测试系统的研制

根据瞬态热线法测量导热系数的原理,研制了测量装置和数据采集系统.利用阳极氧化的方式,在热线表面进行绝缘处理,使其能够适用于导电性或者极性物质的导热系数的研究.为了检验该系统的性能,在常温常压下对蒸馏水的导热系数进行了测量.测试结果表明,该系统能够满足导热系数测试的需要.     

发泡绝热液氮传输管道绝热层导热系数的测量

为了对实际发泡绝热液氮传输管道进行性能评价,通过建立蒸发率与平均导热系数之间的关系式,由蒸发率的测量来获得平均导热系数,建立了一套低温液体传输管道绝热性能检测装置,并对若干根2 m长发泡绝热液氮传输管道进行了测试,从而在不破坏发泡绝热层的条件下得出了实际管道绝热层真实平均导热系数.平均导热系数测量结果与发泡层取样导热系数测量结果对比表明:该测试装置所得数据准确可信,可作为发泡绝热低温流体输送管道无损绝热性能测试的标准测试台.详细描述了该测试装置的测量原理、方法和构成、以及数据采集和处理,最后讨论了影响平均导热系数测量的主要因素.     

测量系统的一种温度补偿途径—调整基准电压源温度系数

本文提出了一种温度系数可调节的基准电压源的新型电路，介绍了利用它对测量系统的温度补偿途径、应用方法以及在高精度数据采集系统中的补偿效果。     

锥形量热仪确定聚合物材料导热系数的方法

通过对聚甲基丙烯酸甲酯聚合物材料在锥形量热仪实验条件下加热过程的分析和研究,建立了材料加热过程的数学模型。利用该模型来计算材料的平均导热系数,需要测量的物理量仅仅是物体表面或内部的温度,通过一次测试就可以得到不同温度范围内材料的平均导热系数,方法简单,可靠。利用文中的计算方法,得到PMMA在不同温度范围内的平均导热系数,结果表明,随温度范围的增加,材料平均导热系数值有增大的趋势。计算出的导热系数值在低温度范围与文献值比较接近。研究表明在高的温度范围内不能将传统测量的导热系数值用作火灾条件下材料的参数值。     

基于PASCO平台的不良导体导热系数测量

介绍如何利用PASCO平台对不良导体导热系数测量实验进行温度信息快速采集,充分体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面的优点。     

载冷剂低温热物性测试方法综述

航天器内的温度通过热控制系统中载冷剂的强制对流换热来调节。在研制和选择载冷剂时,根据载冷剂的性能要求,需要对流体工质在低温下的热物性参数进行测量。对现有的载冷剂物性测试方法进行了综述,总结了测量载冷剂密度、凝固点、沸点、黏度等参数的方法,并通过比较得出绝热量热法是低温下测量液体比热容的最佳方法,径向热流法适合于低温下测量液体工质的导热系数。     

纳米低温保护剂导热系数研究

用瞬态热线法测量了SiO2纳米粉体加入到浓度为10%、20%、30%、40%、50%的丙三醇溶液中制备成的纳米低温保护剂在260K~290K下的导热系数,研究纳米低温保护剂导热系数与纳米颗粒含量、保护剂浓度以及温度的关系。结果表明：随着纳米颗粒的添加量增多（0.5g/L-1g/L),甘油溶液导热系数增大;甘油浓度从10%升高到50%时,纳米低温保护剂导热系数增加率也随之提高,从0.4%提高到6.8%;纳米低温保护剂导热系数随温度降低而减小,当温度低于260K后,纳米颗粒对保护剂导热系数几乎无影响。建议应用在解冻和复温过程中。     

LabVIEW的瞬态热线法导热系数测试系统的开发

研制了一种基于LabVIEW平台的瞬态热线法测量导热系数的测试系统,从测量原理、系统硬件、系统软件、数据处理等方面说明了该系统的设计过程.采用有限容积法对瞬态热线法导热系数的测量过程进行数值模拟,并建立迭代算法处理实验数据.通过LabVIEW调用动态链接库混合编程实现了LabVIEW平台对Fortran语言的调用,集成了数据采集和处理模块,实现了测试系统的自动化.通过测量氮气的导热系数验证了该测试系统的可靠性.     

探针法测量低温下食品导热系数研究

在分析了探针法测量原理的基础上，用探针法对低温下食品材料的导热系数进行了测量研究。实验表明探针在用甘油和蒸馏水进行标定后，可以方便准确地测量不同水分的土豆在25℃-50℃温度范围内的导热系数。     

金属反射型保温材料导热系数的测定

根据稳态法测量导热系数原理,设计了一套稳态导热系数测量装置,利用自动控制技术实现实验过程的可控性。通过与导热系数参比块的测量校对,该装置测量结果的准确度达到标准要求。并利用此测量装置对压力容器金属反射型保温层试样的导热系数进行了测定,测定温度在80～220 ℃范围内,测量误差小于1.3%,导热系数值由0.040 W/(m·K)变化到0.053W/(m·K)。     

低温可变小温差热导装置研制

低温可变小温差导热系数测量装置,是采用增大热容量的一种蓄冷器作为可变浮动热沉,利用冷介质的蒸发潜热和自动补偿加热功率,使样品两端温度差控制为10±0.5K,从而可方便地测量液氮至常温范围内任意温度下材料的导热系数,并精确地描述λ-T的依变关系。装置的测量误差<5.5%,标准误差<2%。     

用于多层绝热热导率测量的平板型低温恒温器

本文介绍的是用于多层绝热热导率研究的一种便宜和容易制造的低温恒温器结构。低温恒温器不仅能在90～300K的温度范围内对导热系数进行有效的测量，而且也能确定有效导热系数的温度特性。用于多层绝热的试验之后，低温恒温器可在极短时间内被改制成原来型式，即改成研究固态热导率的一种典型设计。     

国产石墨薄膜低温导热系数测量

在90-350K温度范围内,设计了1套实验装置,用以测量一种国产石墨薄膜的导热系数.介绍了实验装置的结构和原理,以及相关的数据处理方法.最终利用该装置得出了石墨薄膜导热系数与温度的关系.结果表明,该石墨薄膜在低温下可以作为铜的理想替代材料.     

导管低温隔热材料低温热导率测试与数值模拟研究

对导管泡沫隔热材料低温热导率进行了实验和数值模拟研究,介绍了绝热材料低温热导率测量装置,并给出了绝热材料测试结果.通过对泡沫保温材料进行合理的简化,建立了数值模拟的物理模型和数学模型,运用FLUENT数值计算软件计算其导热系数,在液氮温度数值模拟结果与实验结果良好吻合,分析了气孔尺寸、气孔率对导热系数的影响,由此得出对泡沫多孔绝热材料研制工艺、配方和实验的建议.     

用纵向热流稳态法测量金属材料的低温导热系数

本文阐述了测量金属材料低温导热系数的纵向热流稳态法的工作原理、试验装置及误差分析。用该装置对不锈钢的导热系数与温度(室温至-253℃)的关系进行了测定并与文献值对比。测试误差小于±5％。     

基于非稳态传热过程的真空玻璃性能建模

由于真空玻璃的导热系数测量复杂,本文提出一种基于非稳态传热过程的软测量表征真空玻璃导热系数的模型。首先,在连续介质与半无限大物体的前提下,采用能量守恒定律与拉普拉斯变换法,对数学物理模型进行求解,建立非加热面的中心温度计算公式。然后,利用数值仿真软件FLUENT对物理模型进行温度场仿真。仿真结果表明:检测时间少于5分钟,达到节约时间的目的;为保证温度测量准确,取多个测量点的测量值;为减小测量误差,采用圆形加热片时,加热片的半径与真空玻璃厚度之比要大于3。这些为后续研究真空玻璃导热系数与温度变化之间的关系奠定一定的理论和应用基础,对实验有指导意义,为真空玻璃导热系数的在线检测和其过程的优化控制提供指导。     

以物体表面温度推算变导热系数的测量原理及技术

提出了一种根据第三类边界条件下物体表面温度的测定值推算随温度线性变化的物体导热系统的测试原理和方法。利用设计的测试系统对几种材料的导热系数进行了测量和计算。结果表明，测试计算方法简单可行。为测定物体变导热系数提供了一个有效的方法。