導(dǎo)熱系數(shù)儀(穩(wěn)態(tài)法)校準(zhǔn)方法的研究

孔葉軍 陳 亮

(寧波市計量測試研究院，寧波 315048)

0 引言

近年來隨著人們對節(jié)能環(huán)保意識的提高，絕熱材料廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。材料的導(dǎo)熱系數(shù)是其熱物性的一項重要指標(biāo)，由于近年來對建筑材料等絕熱性能要求越來越高，因而產(chǎn)生了很多對材料導(dǎo)熱系數(shù)進行測量的原理和方法，目前主要有穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法。本文主要討論用穩(wěn)態(tài)法來校準(zhǔn)導(dǎo)熱系數(shù)測試儀。

1 導(dǎo)熱系數(shù)儀原理和特點

導(dǎo)熱系數(shù)儀是一種基于傅立葉導(dǎo)熱定律而進行材料導(dǎo)熱系數(shù)測量的儀器，在導(dǎo)熱過程中，單位時間內(nèi)通過給定截面的熱量，與該截面的面積和垂直于該截面方向的溫度梯度成正比。防護熱板法平板導(dǎo)熱儀的核心結(jié)構(gòu)包括熱板、防護板、冷板，如圖1所示。測量時，把被測試樣放在熱板與冷板之間，熱量便由熱板通過被測試樣向冷板傳遞，防護板的作用是防止熱板熱量向邊沿擴散，保證熱板熱量垂直向冷板傳遞，以減少熱板加熱功率的損失。

圖1 防護熱板導(dǎo)熱儀核心結(jié)構(gòu)示意圖

設(shè)熱板溫度為T2，冷板溫度為T1，熱板加熱功率為Q，被測試樣厚度為H,面積為S，導(dǎo)熱系數(shù)為l。

由傅里葉導(dǎo)熱定律可知:單位時間內(nèi)通過給定截面的熱量W與該界面的面積S和垂直于該界面的溫度梯度dT/dH成為正比，其數(shù)學(xué)關(guān)系式為：

2 校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法

通過以上原理可以得知，穩(wěn)態(tài)法測量導(dǎo)熱系數(shù)的困難主要在于相關(guān)參量的準(zhǔn)確獲得。由于導(dǎo)熱系數(shù)是標(biāo)志一個過程(傳熱)的性質(zhì)的熱物性參數(shù)．因此不可能通過直接靜態(tài)對比而得出?！?br>