熱線法測量導熱系數的原理
點擊次數：6111 更新時間：2022-01-05
瞬態法是導熱系數研究領域內*的測量導熱系數的方法，也是導熱系數研究領域內研究zui多、zui完善的方法。
1931 年，Stâlhane 和 Pyk 利用瞬態法測量了固體和粉末以及一些液體的導熱系數， 開創法測量材料導熱系數的先河。到現在，瞬態法已經發展到非常完善，能夠測量液體、氣體、納米流體、熔融鹽和其他固體等。法因為其廣泛的應用范圍廣和較低的測量不確定度等優點使其在導熱系數測量眾多技術上是*的。目前，法應用于液體、氣體和固體測量中，不確定度可小于1%，而對于納米流體和熔融鹽的不確定度小于2%。
瞬態法的理論基礎是無限大介質中的徑向一維非穩態導熱問題，其原理為將一根很細的金屬絲置于待測物質中，當對細絲施加恒定的熱流時，細絲的溫度不斷升高，同時絲的電阻不斷增大，熱量的傳遞是通過絲向包圍在其周圍的物質進行傳導作用實現的，因此熱量傳遞的快慢就與物質的導熱系數有關，反映為絲的溫度隨時間的變化上，從而計算得到待測物質的導熱系數。
其理想模型為：在無限大的各向同性流體中置入直徑無限小、長度無限長、內部溫度均衡的線熱源，初始狀態下二者處于熱平衡狀態，突然給線源施加恒定的熱流加熱一段時間，線熱源及其周圍的流體就會產生溫升，由線熱源的溫升即可得到流體的導熱系數。
由得到的理想溫升與加熱時間的對數的線性關系后，即可獲得導熱系數。由于實際測量過程不可能*達到理想模型而只能盡可能的接近，所以為了獲得準確的導熱系數，就需要對各種非理想因素進行分析，以采取相應的補償措施，使具體實驗條件盡可能達 到理想模型的假設條件。
