如何選用合適的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試?| 一文了解材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定
導(dǎo)熱系數(shù)是材料本身一項(xiàng)重要參數(shù),可以通過(guò)儀器精確測(cè)量獲得,以此來(lái)區(qū)分哪些材料是導(dǎo)熱材料,哪些材料是絕熱材料。材料導(dǎo)熱性能的精確測(cè)定對(duì)于環(huán)境工程、建筑工程、節(jié)能保溫工程、教研都有重要意義。分享各種方法的導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)主要特點(diǎn),如何選用合適的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法。
Q:什么是材料的導(dǎo)熱性能?
A:導(dǎo)熱性能是材料傳遞熱量的能力,用導(dǎo)熱系數(shù)表示。導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義為:在穩(wěn)定傳熱條件下,當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫差為1℃時(shí),在1h內(nèi)通過(guò)1m2表面積的熱量,單位是W/m·K。材料導(dǎo)熱系數(shù)越大,導(dǎo)熱性能越好。
Q:影響材料的導(dǎo)熱性能因素有哪些?
A:材料本身的組成是影響導(dǎo)熱系數(shù)最重要的因素,金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)最大,無(wú)機(jī)非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)次之,有機(jī)材料的導(dǎo)熱系數(shù)最小。除此以外,材料的微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率、孔隙特征和含水率對(duì)等因素對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)也有影響。
Q:什么是絕熱材料?
A:土木工程中用于保溫、隔熱的材料統(tǒng)稱為絕熱材料,通常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.23W/(m·K)的材料稱為絕熱材料。如:巖棉、泡沫玻璃等。
Q:材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試方法有哪些?
A:根據(jù)導(dǎo)熱過(guò)程的宏觀機(jī)理可分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法,常規(guī)的熱流計(jì)法,防護(hù)熱板法等屬于穩(wěn)態(tài)法;激光閃射法,熱線法和平面熱源法等都在瞬態(tài)法的范疇之內(nèi)。
現(xiàn)在,我們就具體了解各種方法的導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)主要特點(diǎn),如何選用合適的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法。
穩(wěn)態(tài)法之一:熱流計(jì)法
測(cè)試原理:當(dāng)熱板和冷板在恒定溫度和恒定溫差的溫度狀態(tài)下,用已標(biāo)定的熱流傳感器測(cè)量穿過(guò)樣品的熱流,在達(dá)到熱平衡后,測(cè)得最終的數(shù)據(jù)。
本方法是間接或相對(duì)的方法,原理簡(jiǎn)答清晰,精確度高。
穩(wěn)態(tài)法之二:防護(hù)熱板法
防護(hù)熱板法測(cè)定原理和熱流計(jì)相似,在具有平行表面的均勻板狀試件內(nèi),建立類似于以兩個(gè)平行的溫度均勻的平面為界的無(wú)限大平板中存在的一維的均勻熱流密度。
本方法是絕對(duì)法或仲裁法,是目前公認(rèn)準(zhǔn)確度最高的方法。
瞬態(tài)法之一:激光閃射法
測(cè)試原理:在一定的設(shè)定溫度下,由激光源在瞬間發(fā)射一束光脈沖,均勻照射在樣品下表面,使其表層吸收光能后溫度瞬時(shí)升高,并作為熱端將能量以一維熱傳導(dǎo)方式向冷端傳播。通過(guò)溫度升高對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線即可得到熱擴(kuò)散系數(shù)。在已知設(shè)定溫度下的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱與密度便可計(jì)算得出此溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)。
本方法是熱擴(kuò)散系數(shù)的絕對(duì)法。
瞬態(tài)法之二:熱線法
測(cè)試原理:在勻溫的各向同性均質(zhì)試樣中放置一根電阻絲,即所謂的“熱線”,當(dāng)熱線以恒定功率放熱時(shí),熱線和其附近試樣的溫度將會(huì)隨時(shí)間升高。根據(jù)其溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系,可確定試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。
本方法是應(yīng)用比較多的方法。
瞬態(tài)法之三:平面熱源法
測(cè)試原理:利用線性溫度電阻系數(shù)的材料 鎳導(dǎo)電金屬經(jīng)刻蝕處理后形成的薄片作為平面探頭。測(cè)試時(shí)探頭夾在兩片樣品之間,形成三明治結(jié)構(gòu)。該探頭在有效的測(cè)試時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生2 5K溫升,其熱流會(huì)傳導(dǎo)入被測(cè)樣品內(nèi)部。通過(guò)探頭兩端電壓的變化,可以得到探頭熱量散失速度。通過(guò)探頭熱量散失速度與導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系,可以得到被測(cè)樣品的導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散系數(shù)。
特點(diǎn)是測(cè)試簡(jiǎn)單,測(cè)試速率快。
關(guān)于檢測(cè)認(rèn)證
檢測(cè)認(rèn)證公司,經(jīng)過(guò)十多年快速發(fā)展,形成以建材歐盟CE認(rèn)證、防火阻燃檢測(cè)、建筑構(gòu)件耐火檢測(cè)和船舶平臺(tái)認(rèn)證為核心的檢測(cè)咨詢機(jī)構(gòu)。