CN103175865A - 一种硬质碳毡有效热导率的测试装置 - Google Patents

一种硬质碳毡有效热导率的测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103175865A
CN103175865A CN2013101239068A CN201310123906A CN103175865A CN 103175865 A CN103175865 A CN 103175865A CN 2013101239068 A CN2013101239068 A CN 2013101239068A CN 201310123906 A CN201310123906 A CN 201310123906A CN 103175865 A CN103175865 A CN 103175865A
Authority
CN
China
Prior art keywords
galvanic couple
standard model
test
testing sample
testing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101239068A
Other languages
English (en)
Inventor
谭毅
施伟
王兵
徐春朝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN2013101239068A priority Critical patent/CN103175865A/zh
Publication of CN103175865A publication Critical patent/CN103175865A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

本发明属于热导率测试装置的领域，特别涉及一种硬质碳毡有效热导率的测试装置。它包括炉体和炉盖，炉体内部由下向上依次安装有下隔热毡、中隔热毡和上隔热毡，其中，下隔热毡中心位置由下向上依次安装有水冷盘、标准样品、待测样品和均热板，且水冷盘与炉体底壁活动连接，标准样品测试电偶安装于标准样品上，待测样品测试电偶安装于待测样品上；石墨安装于中隔热毡上部，石墨与均热板之间形成热流通道。本发明在公式的基础上，提出一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，该装置使测量成本降低，测量精度却大大提高，可以投入生产，创造产品价值。

Description

一种硬质碳毡有效热导率的测试装置
技术领域
本发明属于测试装置的领域，特别涉及一种热导率的测试装置。 
背景技术
随着化工、能源、采暖换热工程、电子信息、电气工程、航空航天领域对隔热材料提出了新的应用要求，促进了隔热材料的研究与开发，推动了高温隔热材料的发展。目前我国的多种高温炉仍大量采用传统的毡类隔热材料，而传统的隔热材料存在使用温度低、污染大、高温变脆、使用寿命短、热场不稳定等缺陷。新型隔热材料已经不局限于传统的隔热材料，而低密度C/C复合材料—硬质碳毡作为一种新型的高温材料，是目前所知的惰性气氛下理想的高温结构材料。低密度C/C复合材料—硬质碳毡是一种先进的三维热结构材料，具有导热系数小，热容量低，密度小，线膨胀系数小，耐高温，耐热冲击性强，耐化学腐蚀性强等优异的性能。而有效热导率是衡量隔热材料的隔热性能的一个主要参数，因此准确地测量低密度C/C复合材料—硬质碳毡的有效热导率，评价其隔热性能具有十分重要的意义。 
目前国内外测量高温隔热材料的有效热导率的方法有：稳态法和非稳态法。稳态法包括平板法和热流法，它的不足是： 
1.平板法测试高温隔热材料热导率时，通过待测样品的总热流向边界散失，存在传热的二维效应，无法准确测量出漏热损失所带来的误差，从而导致很难准确测量通过待测样品的热流。
2.热线法测试高温隔热材料热导率时，热线与试样的热容量不同, 以恒定功率对热丝加热时, 热丝并不是以恒定功率放热, 所以会产生测量误差；而且热丝放热不易散失，导致待测样品内部残留温度梯度，待测样品内部很难形成均匀的温度场，从而致使温控调整时间增加，准确性降低。 
非稳态法包括激光闪射法等。它的不足是：激光闪射法比热的测量数值误差较大，重复性较差，比热的理论计算值与实际值差距也较大，测量的实际条件与物理模型不能很好地吻合, 而且试样的制备对测定结果影响很大；在操作过程中，由于要求严格控制试样的直径、厚度和两个端面的平行度，以及需要对试样进行预处理，使得测量过程比较复杂，从而测量的准确度降低。 
发明内容
针对现有硬质碳毡有效热导率测试装置存在着测量精度不高, 测量范围较窄等不足，专门提供了一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，通过与标准样品的参比，然后调整误差参数，从而准确地测量出不同条件下硬质碳毡的有效热导率，较好地评价其隔热性能。 
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，包括炉体和炉盖，其特征是：炉体内部由下向上依次安装有下隔热毡、中隔热毡和上隔热毡，其中，下隔热毡中心位置由下向上依次安装有水冷盘、标准样品、待测样品和均热板，且水冷盘与炉体底壁活动连接，标准样品测试电偶安装于标准样品上，待测样品测试电偶安装于待测样品上；石墨安装于中隔热毡上部，石墨与均热板之间形成热流通道。 
所述待测样品测试电偶包括待测样品上测试电偶和待测样品下测试电偶。 
所述标准样品测试电偶包括标准样品上测试电偶、标准样品中测试电偶和标准样品下测试电偶。 
所述待测样品上测试电偶和待测样品下测试电偶分别安装于待测样品的上部和下部，且待测样品上测试电偶和待测样品下测试电偶的前端位于待测样品的中心。 
所述标准样品上测试电偶、标准样品中测试电偶和标准样品下测试电偶由上向下依次安装于标准样品的中部，且标准样品上测试电偶、标准样品中测试电偶和标准样品下测试电偶的前端位于标准样品的中心。 
所述标准样品测试电偶和待测样品测试电偶均为直径1-2mm、长度1-1.5m的铠装K型热电偶或铂铑热电偶。 
本发明的测试装置构思独特，方便实用，通过测量标准样品上、中、下端的电偶数值，与样品上、下端电偶数值带入到公式中，可以直接得到待测物体的热导率。 
综上，本发明在公式的基础上，提出一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，该装置使测量成本降低，测量精度却大大提高，可以投入生产，创造产品价值。 
附图说明
附图为一种硬质碳毡有效热导率的测试装置结构简图。 
1.待测样品上测试电偶，2.待测样品下测试电偶，3. 标准样品上测试电偶，4. 标准样品中测试电偶，5. 标准样品下测试电偶，6.水冷盘，7. 标准样品，8.炉体，9.待测样品，10.下隔热毡，11.中隔热毡，12. 均热板，13. 热流通道，14. 石墨，15.上隔热毡，16炉盖。 
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图详细说明本发明，但本发明并不局限于具体实施例。 
实施例1 
如附图1所示，一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，包括炉体8和炉盖16，其特征是：炉体内部由下向上依次安装有下隔热毡10、中隔热毡11和上隔热毡15，其中，下隔热毡10中心位置由下向上依次安装有水冷盘6、标准样品7、待测样品9和均热板12，且水冷盘6与炉体8底壁活动连接，标准样品测试电偶安装于标准样品7上，待测样品测试电偶安装于待测样品9上；石墨14安装于中隔热毡11上部，石墨14与均热板12之间形成热流通道13。
待测样品测试电偶包括待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2。 
标准样品测试电偶包括标准样品上测试电偶3、标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5。 
待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2分别安装于待测样品9的上部和下部，且待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2的前端位于待测样品的中心。 
标准样品上测试电偶3、标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5由上向下依次安装于标准样品的中部，且标准样品上测试电偶3、标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5的前端位于标准样品的中心。 
标准样品测试电偶和待测样品测试电偶均为直径1mm、长度1m的铠装K型热电偶。 
选取物性稳定且热导率容易准确测量的304不锈钢作为标准样品7，根据相应的尺寸制得标准样品7和待测样品9用2000#的砂纸打磨标准样品7、待测样品9和均热板12的表面保持其平整度，将待测样品9放在标准样品7上，放入装置中，然后将全部物件组装成相应的有效热导率测试装置。 
通过调整水冷盘6的高度，使标准样品7、待测样品9、均热板12之间存在一定的压力，使其紧密结合。 
调节加热装置的控温偶，达到所需的温度。测量出待测样品9和标准样品7冷热面的温差并记录下来。 
由傅里叶定律可知，在测量区域内，通过标准样品7和待测样品9的热量近似相等，二者热导率的比值可通过测量值带入如下公式：                       
其中，L为待测样品9的厚度，h为标准样品的两深孔之间的距离，Kα为误差调整参数，
Figure 2013101239068100002DEST_PATH_IMAGE003
为待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2之间的温差，
Figure 2013101239068100002DEST_PATH_IMAGE005
为标准样品上测试电偶3和标准样品中测试电偶4之间的温差， 
Figure 2013101239068100002DEST_PATH_IMAGE007
为标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5之间的温差，即可求得待测样品9的有效热导率。
实施例2 
如附图1所示，一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，包括炉体8和炉盖16，其特征是：炉体内部由下向上依次安装有下隔热毡10、中隔热毡11和上隔热毡15，其中，下隔热毡10中心位置由下向上依次安装有水冷盘6、标准样品7、待测样品9和均热板12，且水冷盘6与炉体8底壁活动连接，标准样品测试电偶安装于标准样品7上，待测样品测试电偶安装于待测样品9上；石墨14安装于中隔热毡11上部，石墨14与均热板12之间形成热流通道13。
待测样品测试电偶包括待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2。 
标准样品测试电偶包括标准样品上测试电偶3、标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5。 
待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2分别安装于待测样品9的上部和下部，且待测样品上测试电偶1和待测样品下测试电偶2的前端位于待测样品的中心。 
标准样品上测试电偶3、标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5由上向下依次安装于标准样品的中部，且标准样品上测试电偶3、标准样品中测试电偶4和标准样品下测试电偶5的前端位于标准样品的中心。 
标准样品测试电偶和待测样品测试电偶均为直径2mm、长度1.5m的铂铑热电偶。 
测试及计算过程与实施例1相同。 

Claims (6)

1.一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，包括炉体（8）和炉盖（16），其特征是：炉体内部由下向上依次安装有下隔热毡（10）、中隔热毡（11）和上隔热毡（15），其中，下隔热毡（10）中心位置由下向上依次安装有水冷盘（6）、标准样品（7）、待测样品（9）和均热板（12），且水冷盘（6）与炉体（8）底壁活动连接，标准样品测试电偶安装于标准样品（7）上，待测样品测试电偶安装于待测样品（9）上；石墨（14）安装于中隔热毡（11）上部，石墨（14）与均热板（12）之间形成热流通道（13）。
2.根据权利要求1所述的一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，其特征是：所述待测样品测试电偶包括待测样品上测试电偶（1）和待测样品下测试电偶（2）。
3.根据权利要求1所述的一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，其特征是：所述标准样品测试电偶包括标准样品上测试电偶（3）、标准样品中测试电偶（4）和标准样品下测试电偶（5）。
4.根据权利要求2所述的一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，其特征是：所述待测样品上测试电偶（1）和待测样品下测试电偶（2）分别安装于待测样品（9）的上部和下部，且待测样品上测试电偶（1）和待测样品下测试电偶（2）的前端位于待测样品的中心。
5.根据权利要求3所述的一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，其特征是：所述标准样品上测试电偶（3）、标准样品中测试电偶（4）和标准样品下测试电偶（5）由上向下依次安装于标准样品的中部，且标准样品上测试电偶（3）、标准样品中测试电偶（4）和标准样品下测试电偶（5）的前端位于标准样品的中心。
6.根据权利要求1、2或3任一所述的一种硬质碳毡有效热导率的测试装置，其特征是：所述标准样品测试电偶和待测样品测试电偶均为直径1-2mm、长度1-1.5m的铠装K型热电偶或铂铑热电偶。
CN2013101239068A 2013-04-10 2013-04-10 一种硬质碳毡有效热导率的测试装置 Pending CN103175865A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101239068A CN103175865A (zh) 2013-04-10 2013-04-10 一种硬质碳毡有效热导率的测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101239068A CN103175865A (zh) 2013-04-10 2013-04-10 一种硬质碳毡有效热导率的测试装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103175865A true CN103175865A (zh) 2013-06-26

Family

ID=48635867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101239068A Pending CN103175865A (zh) 2013-04-10 2013-04-10 一种硬质碳毡有效热导率的测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103175865A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105628730A (zh) * 2015-12-17 2016-06-01 北京航空航天大学 具有稳定加热系统的接触热阻测试设备
CN105717157A (zh) * 2016-03-30 2016-06-29 华南理工大学 一种基于保护热板法的用于多孔金属材料有效热导率的快速测定装置和方法
CN110879235A (zh) * 2018-09-06 2020-03-13 昭和电工株式会社 热导率测定装置、加热装置、热导率测定方法和品质保证方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1865958A (zh) * 2006-05-11 2006-11-22 浙江大学 热管平板式导热系数测定仪
CN200953005Y (zh) * 2006-05-26 2007-09-26 甘肃省建材科研设计院 检测砌体热阻/传热系数的装置
CN101126729A (zh) * 2007-09-18 2008-02-20 南京航空航天大学 双热流计稳态法材料热导率测量方法
CN102539472A (zh) * 2011-12-31 2012-07-04 上海交通大学 一种利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法
US20120294329A1 (en) * 2009-09-30 2012-11-22 Miller Robert A Method and Apparatus for Measuring Thermal Conductivity of Small, Highly Insulating Specimens
CN202735281U (zh) * 2012-08-10 2013-02-13 李攀 导热系数测定仪

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1865958A (zh) * 2006-05-11 2006-11-22 浙江大学 热管平板式导热系数测定仪
CN200953005Y (zh) * 2006-05-26 2007-09-26 甘肃省建材科研设计院 检测砌体热阻/传热系数的装置
CN101126729A (zh) * 2007-09-18 2008-02-20 南京航空航天大学 双热流计稳态法材料热导率测量方法
US20120294329A1 (en) * 2009-09-30 2012-11-22 Miller Robert A Method and Apparatus for Measuring Thermal Conductivity of Small, Highly Insulating Specimens
CN102539472A (zh) * 2011-12-31 2012-07-04 上海交通大学 一种利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法
CN202735281U (zh) * 2012-08-10 2013-02-13 李攀 导热系数测定仪

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.Y. ZHAO ET AL: "The temperature dependence of effective thermal conductivity of open-celled steel alloy foams", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING: A》 *
乔双: "测量热源强度和热导率的标准样品法", 《大学物理》 *
何飞等: "纤维隔热毡有效热导率测试方法研究", 《宇航材料工艺》 *
解维华等: "高温绝热毡有效热导率的理论分析与实验研究", 《材料研究学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105628730A (zh) * 2015-12-17 2016-06-01 北京航空航天大学 具有稳定加热系统的接触热阻测试设备
CN105628730B (zh) * 2015-12-17 2019-01-18 北京航空航天大学 具有稳定加热系统的接触热阻测试设备
CN105717157A (zh) * 2016-03-30 2016-06-29 华南理工大学 一种基于保护热板法的用于多孔金属材料有效热导率的快速测定装置和方法
CN105717157B (zh) * 2016-03-30 2018-09-14 华南理工大学 一种基于保护热板法的用于多孔金属材料有效热导率的快速测定装置和方法
CN110879235A (zh) * 2018-09-06 2020-03-13 昭和电工株式会社 热导率测定装置、加热装置、热导率测定方法和品质保证方法
US11454599B2 (en) 2018-09-06 2022-09-27 Showa Denko K.K. Thermal conductivity measuring device, heating device, thermal conductivity measuring method, and quality assurance method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103411996B (zh) 固体材料导热系数测量装置及测量方法
CN107688039B (zh) 薄板材料导热系数与界面热阻的测试系统及其测试方法
CN103983660B (zh) 一种室内岩样导热系数测试装置
CN201503406U (zh) 一种改进型织物热性能测试平板仪
CN202735281U (zh) 导热系数测定仪
WO2020177259A1 (zh) 气雾淬火装置、零件界面传热系数的测试系统及测试方法
CN103175865A (zh) 一种硬质碳毡有效热导率的测试装置
CN106568803A (zh) 一种导热油导热系数的测定方法
CN102608154A (zh) 脉冲法或恒流法瞬态测定热物性的系统
CN103048354A (zh) 一种纤维隔热毡高温热导率测试的装置
CN103134828A (zh) 热障涂层热障性能与热震性能同步测试装置及其测试方法
CN102539472A (zh) 一种利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法
CN106226351A (zh) 一种薄壁圆管材料导热系数计算方法
CN104614399A (zh) 一种液体热物性瞬态热线法测温探头
CN103149238B (zh) 多孔陶瓷导热系数的简易测量装置
CN203849193U (zh) 一种室内岩样导热系数测试装置
CN106645284A (zh) 一种圆管材料导热系数测量系统及其测量方法
CN101806761B (zh) 应用石墨材料特性一维平面导热系数测定仪
CN203672806U (zh) 用于矿物粉体材料隔热效果评价装置
CN203148870U (zh) 多孔陶瓷导热系数的简易测量装置
CN201053908Y (zh) 一种卧式连续退火炉的辐射板温计校验装置
CN106404538B (zh) 热双拉实验加热装置以及热双拉实验加热方法
CN103018137A (zh) 一种用于测定热冲压过程中接触热阻的装置及方法
CN101938861B (zh) 防护热板装置用线热源式加热器
CN202453104U (zh) 测温仪托架

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130626