非金属固体材料热导率的测定(热线法)-结果计算及误差

1.结果计算
(1从测得的热线温升曲线上,按一定时间间隔(如30s)依次读取热线的温升θ_i。按式 (24-2-9)计算修正热线与试料热容量差异后的热线温升
         (24-2-9)
式中——热线的测量温升和修正后温升,℃;
                  t_i——测θ_i时的加热时间,s;
                 D——热线的直径,m;
                 L——热线A、B间的长度,m;
                 P——热线A、B段的加热功率,W;
           ρ_h,ρ_s——热线和试样的密度,kg/m³;
       c_ph, c_ps——热线和试样的比热容,J/(kg • K)。
注:1. ρ_h,ρ_s,c_ph, c_ps可采用材料手册中的常用值(参见附录A)。
       2.热导率大于1W/(m • K)的材料可不进行修正。 热线A、B段的加热功率
       P = IV     (24-2-10)
式中P——热线A、B段的加热功率,W;
        I——热线加热电流,A;
      V——热线A、B段的加热电压,V。
(2)以时间的对数lnt_i为横坐标,以温升θ为纵坐标,绘出lnt_i和θ_i的曲线,确定其线性区域。
(3)推荐在lnt-θ曲线的线性区域内,等距选取4〜5个测点数据拟合直线方程,求出其斜率A。亦可取直线区域两端测点的数据计算A,但t₁应等于60〜90s。
               (24-2-11)
式中A——lnt-θ曲线线性区域的斜率,K;
——热线修正后的温升,℃;
t₁, t₂——测θ₁、θ₂时的加热时间,s。
(4)按式(24-2-12)计算试件热导率:
                   (24-2-12)
式中:λ——热导率,W/(m • K);
          A——lnt-θ曲线线性区域的斜率,K;
          P——热线A、S段的加热功率,W;
          L——热线A、B间的长度,m。
(5)测定结果为三次重新安装测定探头测量的算术平均值。单一测量值与平均值的偏差不得大于5%,否则重新进行测定。
2.测量误差
遵守本标准规定,测量值的置信度为95%时的重复性(同一测定人员,同一仪器),约±5%,重现性(不同的测定人员,不同仪器),约±10%。