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导热仪的特点与原理阐述

类别:工作原理      出处:维库仪器仪表网      发布于:2018-10-13 15:12:52 | 28 次阅读

    导热仪是一种测量样品(固体、液体或粉末)的导热系数随温度的函数关系的仪器。用沿试样长度方向埋设在试样中的线状电导体(热线)进行局部加热,热线载有已知恒定功率的电流,即在时间上和试样长度方向上功率不变。

 

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    从热线的功率和接通电流加热后已知两个时间间隔的温度可以计算导热系数,此温升与时间的函数就是被测试样的导热系数。


    适用于各种工业材料、建筑材料、耐火材料、工艺材料、陶瓷材料、食品等。


    导热仪特点:


    1.迅速并容易测量各种类型样品的导热系数(热导率)。


    2.依据样品和测量温度的种类,可选择适当的传感器(探头)。


    3.液晶显示屏幕,测量中能直接观测升温曲线。


    4.升温曲线采用时间对数显示,可确认测量值的线性。


    5.自动判断样品适当的加热电流値(使用PD传感器时)。


    6.自动判断样品温度稳定后,全自动进行测量。


    7.可测量薄膜或纸状样品。


    平板导热仪是一种基于傅立叶导热定律而进行材料导热系数测量的仪器,在导热过程中,单位时间内通过给定截面的热量,与该截面的面积和垂直于该截面方向的温度梯度成正比,在一维稳态导热时,其数学表达为:


    (1)经过积分换算,公式(1)可以推导出


    (2)其中,——为被测材料的导热系数,;


    Q——为通过被测材料试样的传热量,W;


    h——为被测材料试样的厚度,m;


    A——为计量板的面积,㎡;


    平板导热仪——为被测材料试样高温传热面的平均温度,℃;


    平板导热仪——为被测材料试样低温传热面的平均温度,℃


    这个公式成立有3个前提条件:


    (1)传热是一维传热,侧面没有热传递或热损失;


    (2)被测材料具有各向同性或垂直导热截面上有相同的热物性;


    (3)温差是被测材料两个传热面上温度的差值。但是,在实际中测量由于仪器设备和测量手段的约束,往往无法理想的满足这三个条件,只能使之产生的影响最小化。

 

    例如使被测材料材质尽量均匀,在侧面增加绝热板,减小侧面热损失,在尽量靠近热板表面处埋设温度传感器,减小接触热阻等。


    所以,实际应用中的平板导热仪通常由计量加热单元、冷板单元、防护单元、控制系统、测量系统、压紧系统和制冷机构组成。

标签: 导热仪

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