JPS5945099B2 - 厚い試料の熱伝導率の測定法 - Google Patents
厚い試料の熱伝導率の測定法Info
- Publication number
- JPS5945099B2 JPS5945099B2 JP52152781A JP15278177A JPS5945099B2 JP S5945099 B2 JPS5945099 B2 JP S5945099B2 JP 52152781 A JP52152781 A JP 52152781A JP 15278177 A JP15278177 A JP 15278177A JP S5945099 B2 JPS5945099 B2 JP S5945099B2
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- JP
- Japan
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- sample
- heat
- thermal conductivity
- heat flow
- lateral direction
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
最近の住宅用建材や、保温工事材料は厚さが１５０ｍ／
ｍに達するものもある。
ｍに達するものもある。
これ等厚い材料の熱伝導率の測定においては従来方法に
よると、面積ｌｍ×ｌｍと大きく且つスライスした試料
が必要であり従つて装置も非常に大がかりのものとなり
実用に適さない。本発明方法は厚さは厚いままで、即ち
施行時と出来るだけ同じ条件で、かつ面積の小さい試料
でも簡単に測定出来る方法である。しかも現行のこれら
材料の熱伝導率の測定について制定されたＪＩＳ法によ
る測定装置に簡単に部品を追加することにより測定可能
な方法である。本方法を説明すると、試料の横方向への
熱の逃げを試料の上下両面における温度と熱流束との測
定により補正し一次元熱流として熱伝導率を測定する方
法である。
よると、面積ｌｍ×ｌｍと大きく且つスライスした試料
が必要であり従つて装置も非常に大がかりのものとなり
実用に適さない。本発明方法は厚さは厚いままで、即ち
施行時と出来るだけ同じ条件で、かつ面積の小さい試料
でも簡単に測定出来る方法である。しかも現行のこれら
材料の熱伝導率の測定について制定されたＪＩＳ法によ
る測定装置に簡単に部品を追加することにより測定可能
な方法である。本方法を説明すると、試料の横方向への
熱の逃げを試料の上下両面における温度と熱流束との測
定により補正し一次元熱流として熱伝導率を測定する方
法である。
第１図において試料１の厚みの中任意の微少厚さ△×を
熱が縦方向に通過する時の熱収支は下記式（１）で示さ
れる。△θ Δθ λ（（−→ −（−））ａ２■れ４ａ△ｘ・θΔｘｘ△
ｘｘ−△Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１
）ここでλは熱伝導率、ａは試料の一辺の長さ、△θは
厚さΔＸにかける温度差、れは表面熱伝達係数である。
熱が縦方向に通過する時の熱収支は下記式（１）で示さ
れる。△θ Δθ λ（（−→ −（−））ａ２■れ４ａ△ｘ・θΔｘｘ△
ｘｘ−△Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１
）ここでλは熱伝導率、ａは試料の一辺の長さ、△θは
厚さΔＸにかける温度差、れは表面熱伝達係数である。
左辺（）の中の第１項は上面より入る熱流に関する量で
あり、第２項は下面より出る熱流に関するものである。
この差が横方向に逃げる熱、即ち右辺となる。従来の方
法では右辺がｏとなる様に即ち横方向の熱の逃げがない
様に横方向にヒーターを設ける等の方法により補償して
いた。本方法では下記の如き数式的な処理を含ませるこ
とによりこれを消去する。即ち、式（１）を整理すると
ｄ２θ ４れ □＝−θ ・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・
・・（２）ｄｘλａとなる。
あり、第２項は下面より出る熱流に関するものである。
この差が横方向に逃げる熱、即ち右辺となる。従来の方
法では右辺がｏとなる様に即ち横方向の熱の逃げがない
様に横方向にヒーターを設ける等の方法により補償して
いた。本方法では下記の如き数式的な処理を含ませるこ
とによりこれを消去する。即ち、式（１）を整理すると
ｄ２θ ４れ □＝−θ ・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・
・・（２）ｄｘλａとなる。
今、試料の上下面の温度をそれぞれ、θ０、θｌと一定
に固定した時の解は次の通りである。θｏｓｌｎｈμ（
ｌ−ｘ）＋θｌＳ１ｎれμＸθ＝ｓ１ｎれμｌ ・・・・・・（３） μ＝Ｖｉπ λａ 又試料上下面の各熱流Ｆｏ、Ｆｌとすると下記の通りで
ある。
に固定した時の解は次の通りである。θｏｓｌｎｈμ（
ｌ−ｘ）＋θｌＳ１ｎれμＸθ＝ｓ１ｎれμｌ ・・・・・・（３） μ＝Ｖｉπ λａ 又試料上下面の各熱流Ｆｏ、Ｆｌとすると下記の通りで
ある。
ここでμが４０ｍ一以下であれば式（４）は１％以内の
精度で近似的に次の様に示される。
精度で近似的に次の様に示される。
ＶＶ′
式（５）の２つの式を組合せることにより熱伝導率λは
として与えられる。
として与えられる。
換言すると試料上下面の温度θ０，θｌと上下面の熱流
Ｆ。，Ｆｌとを測定することにより試料の熱伝導率を求
めることができる。第２図は上記数式処理に基づく測定
方法の概要を説明する図である。試料１の上下面４，５
に各各安定な高熱源、低熱源として各々高温槽、低温槽
２，３を設け試料土下面の温度を一定に保つ。更に試料
上面、および下面の温度を検知する熱電対と熱流束を検
知するうすい熱流計６，７を密着設置する。更に試料の
横方向の周囲に、先に述べたμｍＪＩ丁く４０−Ｍ２の
条件を具現するため例えば熱伝達率ｈを小さくするため
に、保温カバー８，９を横周囲に設ける。高温槽２、低
温槽３は各々電気的制御方法により一定温度に保たれる
。試料上下面に設置された熱流計の周囲空間部は熱流計
の素材と同じ材料のものを満たす。熱電対６，７は熱流
計の中央で下面及び上面に夫々密着させる。本発明の特
長とする所は試料土下面の温度のみならず、熱流の測定
と数式による解析の結果を利用して横方向への熱の逃げ
を補償し乍ら熱伝導率を測定する方式にある。第３図は
本方法と現行法によりウレタンフオームを試料とした測
定結果を示す。
Ｆ。，Ｆｌとを測定することにより試料の熱伝導率を求
めることができる。第２図は上記数式処理に基づく測定
方法の概要を説明する図である。試料１の上下面４，５
に各各安定な高熱源、低熱源として各々高温槽、低温槽
２，３を設け試料土下面の温度を一定に保つ。更に試料
上面、および下面の温度を検知する熱電対と熱流束を検
知するうすい熱流計６，７を密着設置する。更に試料の
横方向の周囲に、先に述べたμｍＪＩ丁く４０−Ｍ２の
条件を具現するため例えば熱伝達率ｈを小さくするため
に、保温カバー８，９を横周囲に設ける。高温槽２、低
温槽３は各々電気的制御方法により一定温度に保たれる
。試料上下面に設置された熱流計の周囲空間部は熱流計
の素材と同じ材料のものを満たす。熱電対６，７は熱流
計の中央で下面及び上面に夫々密着させる。本発明の特
長とする所は試料土下面の温度のみならず、熱流の測定
と数式による解析の結果を利用して横方向への熱の逃げ
を補償し乍ら熱伝導率を測定する方式にある。第３図は
本方法と現行法によりウレタンフオームを試料とした測
定結果を示す。
実線は現行法原理による一次元熱流力倶現されていると
仮定した場合の測定結果で、厚さの増大と共に本来常数
であるべき熱伝導率が大きく低下している。点線は本方
法による測定結果で厚み１５０１１程度までは測定結果
に実質土誤差のない事が分つた。
仮定した場合の測定結果で、厚さの増大と共に本来常数
であるべき熱伝導率が大きく低下している。点線は本方
法による測定結果で厚み１５０１１程度までは測定結果
に実質土誤差のない事が分つた。
第１図は本発明方法の基礎となる数式の解析を説明する
図であり、高温面側より入る熱流束：ＦＯｌ低温面側よ
り出る熱流束：Ｆ２、試料の厚さ：１１１試料の一辺の
長さ：ａ１縦方向に高温面より任意の長さ：Ｘ１微少の
厚さ：Δ×、高温面の温度：θ０１低温面の温度：θム
高温面よりの任意の長さＸにおける温度：θ、横方向へ
の熱伝達係数：ｈである。
図であり、高温面側より入る熱流束：ＦＯｌ低温面側よ
り出る熱流束：Ｆ２、試料の厚さ：１１１試料の一辺の
長さ：ａ１縦方向に高温面より任意の長さ：Ｘ１微少の
厚さ：Δ×、高温面の温度：θ０１低温面の温度：θム
高温面よりの任意の長さＸにおける温度：θ、横方向へ
の熱伝達係数：ｈである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 横方向への熱の逃げがあるために一次元熱流の関係
式の成立しない様な厚い試料の熱伝導率を測定する方法
に於いて、試料の上下面に熱電対と熱流計をおき、且つ
上記試料の横方向の周囲に保温カバーを設けて横方向へ
の熱の逃げを消去し、上記試料の上下両面の温度と熱流
束との下記関係式より、近似的に熱伝導率を求める方法
。 λ＝（ｌ／θｏ−θｌ）｛Ｆｏ−１／３［（Ｆｏ−Ｆｌ
）（２θｏ＋θｌ）］／［θｏ−θｌ］｝但しλ・・・
・・・熱伝導率、θｏ・・・・・・上面温度、θｌ・・
・・・・下面温度、Ｆｏ・・・・・・上面熱流、Ｆｌ・
・・・・・下面熱流、ｌ・・・・・・試料厚さ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52152781A JPS5945099B2 (ja) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | 厚い試料の熱伝導率の測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52152781A JPS5945099B2 (ja) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | 厚い試料の熱伝導率の測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5484780A JPS5484780A (en) | 1979-07-05 |
| JPS5945099B2 true JPS5945099B2 (ja) | 1984-11-02 |
Family
ID=15547999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52152781A Expired JPS5945099B2 (ja) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | 厚い試料の熱伝導率の測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945099B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5827097B2 (ja) * | 2011-10-17 | 2015-12-02 | ニチアス株式会社 | 熱伝導率測定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51133070A (en) * | 1975-05-14 | 1976-11-18 | Showa Denko Kk | Method and apparatus for measurement of coefficient of thermal conduct ivity |
-
1977
- 1977-12-19 JP JP52152781A patent/JPS5945099B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51133070A (en) * | 1975-05-14 | 1976-11-18 | Showa Denko Kk | Method and apparatus for measurement of coefficient of thermal conduct ivity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5484780A (en) | 1979-07-05 |
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