熱流法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀

建筑材料檢測(cè)。

R = 0.025～5 m2·K/W，λ = 3～2000 mW/m·K。

要注意區(qū)分區(qū)別熱流率和熱流密度，熱流密度表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量，表示為q。國(guó)際單位是 W/m2，英制單位為BTU/sec-ft。通過(guò)面積為A的平壁時(shí)的熱流率為熱流密度與面積的乘積：Φ = qA 。

熱流器是由熱流傳感器(或稱熱流測(cè)頭)連接測(cè)量指式儀表組成的熱工儀表。使用時(shí)將其傳感器埋設(shè)在絕熱結(jié)構(gòu)內(nèi)或貼敷在絕熱結(jié)構(gòu)的外表面，可直接測(cè)量得到熱(冷)損失值。熱流傳感器: 利用在具有確定熱阻的板材上產(chǎn)生溫差來(lái)測(cè)量通過(guò)它本身的熱流密度的裝置。

近年來(lái)，在熱分析節(jié)能監(jiān)察的領(lǐng)域中，熱流測(cè)量的必要性已被重視和確認(rèn)。僅測(cè)量溫度是無(wú)法獲知重要的熱信息。多通道熱流計(jì)HFM，測(cè)定精度及重復(fù)性比絕對(duì)校正法更為優(yōu)越，并且多通道熱流計(jì)HFM的操作非常簡(jiǎn)單。熱流計(jì)HFM系列在各方面受到很高的評(píng)價(jià)，也被眾多的用戶所使用。2100433B

熱流密度的傳統(tǒng)測(cè)量方法是應(yīng)用熱傳導(dǎo)的傅里葉定律 q =-λ ( ΔT/Δx)，這種方法的缺陷是在實(shí)際測(cè)量時(shí)很

難做到流過(guò)測(cè)量探頭的熱流與流過(guò)被測(cè)物體其它部分的熱流相同，有時(shí)測(cè)量誤差非常大，同時(shí)干擾因素多、干擾作用大，需要進(jìn)行多項(xiàng)的修正和補(bǔ)償，測(cè)量的準(zhǔn)確度較低，因此傳統(tǒng)測(cè)量方法無(wú)法滿足許多工業(yè)測(cè)量與控制中對(duì)熱流密度準(zhǔn)確計(jì)量的要求。針對(duì)高溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中管道壁面熱流密度的精確測(cè)量問(wèn)題，基于對(duì)流換熱反問(wèn)題的求解，提出了一種簡(jiǎn)明、通用的測(cè)量管道壁面穩(wěn)態(tài)熱流的新方法，并從數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)上分析了測(cè)量誤差對(duì)熱流密度估算的影響。

壁面熱流測(cè)量原理

考慮常物性流體(如機(jī)油)流過(guò)平行平板管道的層流受迫對(duì)流情況，流體速度邊界層已充分發(fā)展，而熱邊界層正在發(fā)展中。其中管道的一個(gè)壁面受到隨空間變化的熱流，而另一壁面為絕熱。流體進(jìn)入管道的初始溫度為T₀。平行平板管道的幾何形狀如圖1所示，L為平行平板管道間距，b為所測(cè)管道某段長(zhǎng)度。

壁面熱流結(jié)果分析

在測(cè)得管道內(nèi)壁附近溫度分布的情況下，利用共軛梯度法求解二維對(duì)流換熱反問(wèn)題，可以估算出管道壁面的熱流密度。應(yīng)用正問(wèn)題的計(jì)算結(jié)果加上一個(gè)誤差，模擬實(shí)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)，作為反問(wèn)題的求解條件，熱流密度的估算值與精確解吻合較好。模擬采用的算法收斂速度快，比較適用于相應(yīng)的儀器儀表設(shè)計(jì)中的編程。