一、流體導熱系數測試
高精度的流體導熱系數測試對于工程流體、替代燃料、替代制冷劑、納米流體的研究具有重要意義。高精度液體導熱系數數據在傳熱性能和機理研究、提高制冷壓縮循環效率、進行工程流體的換熱計算等方面都有非常大的作用。
液體導熱系數測試的難點在于液體非常容易發生對流。因為對流傳熱一般都是導熱的成百上千倍,為了準確的得到導熱系數,在測試過程中一定要避免對流的產生。為避免對流現象的產生,在測試過程中要做到以下幾點:
- 測試需處于密封環境,尤其是在帶溫、帶壓環境下。另外流體對溫度比較敏感,輕微的溫度波動就有可能引發對流,測試過程中要控制溫度波動盡量小。
- 一般導熱系數測試需要采集穿過樣品的熱量。為了采集到熱量變化,需要制造出溫差ΔT,對于流體來說ΔT要盡量小,并且是瞬時的溫升,這樣才能避免對流的產生。
- 流體測試時間要短,須在自然對流換熱方式還沒有出現時結束測量。一般測試時間超過3s就容易發生對流,所以測試時間要控制在3s以內。
根據流體導熱測試的要求,所有的穩態法都不適合測試流體,目前導熱系數研究領域內*的測量液體hao的方法為熱線法。
二、 瞬態熱線法
- 瞬態熱線法的理想模型為無限大介質中的徑向一維非穩態導熱:在無限大的均勻介質中置入長度無限長的線熱源,當二者處于熱平衡時,用階躍恒熱流對線熱源進行加熱,線熱源及其周圍的被測介質就會產生溫升,根據線熱源的溫升就可以得到被測介質的導熱系數。
瞬態熱線法具有測試速度快、產生的溫升小、測試精度高等特點。純粹與應用化學聯合會(IUPAC)發布的流體物理化學性質推薦表中,以甲苯(toluene)、純水作為液體導熱系數測量的一級標準物質,而這些物質的一級導熱系數數據均以熱線法獲得,測量準確度為1%甚至更好(小于0.5%),因此瞬態熱線法也被推薦作為液體導熱系數測量的一級測量方法(Primary Method)。
三、瞬態熱線法常用儀器
JThermo液體導熱系數儀TC3000L系列是液體導熱系數測試常用的儀器, TC3000L系列充分發揮了熱線法測量快速的特點,熱線升溫時間一般在2秒鐘之內避免了對流的產生;同時,配合面向用戶設計的進樣系統和簡單的軟件操作界面,使得從開始準備測試到獲得結果非常快捷。下面是JThermo液體導熱系數儀TC3000L系列的技術參數:
目前為止,熱線法是獲得高精度流體導熱系數數據hao的方法,在石油、化工、生物、制藥、能源、動力工程等領域內的應用非常廣泛。
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