[发明专利]一种测量微尺度下自然对流换热系数的方法及装置

权利要求书

1.一种测量微尺度下自然对流换热系数的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在具有导电性能的微尺度导电细丝两端利用高导电粘结剂使其粘接在金属热沉上，粘接好的导电细丝及金属热沉置于可调节压力的腔室内；所述微尺度是指直径处于0.1微米到100微米之间；

2)向导电细丝加阶跃电流，并测得阶跃时刻导电细丝两端所对应的电压初始值U₀；

3)待电压稳定后测得导电细丝两端的电压为U₁；

4)根据下式获取所述微尺度下自然对流换热系数h：

其中，h为测量得到的微尺度下自然对流换热系数，U₁为电压采集卡记录达到新稳态后的电压稳态值，U₀为电压采集卡获取所述阶跃电流的阶跃时刻对应的电压初始值，δ为导电细丝材料的电阻温度系数，Q为热丝通以阶跃电流峰值达到新稳态后的焦耳发热功率，L为热丝的长度，S为热丝横截面的周长，A为热丝横截面的面积，K为热丝材料的热导率。

2.一种用于实现利要求1所述的测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：包括具有导电性能的微尺度导电细丝，所述导电细丝两端利用高导电粘结剂连接在金属热沉上，所述金属热沉两端分别并联有DC直流电源和电压采集卡，所述DC直流电源用于施加阶跃电流以经过导电细丝，所述电压采集卡用于测量施加阶跃电流后，导电细丝两端的初始电压U₀以及达到新稳态后的稳态电压值U₁。

3.根据权利要求2所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：所述导电细丝和金属热沉设置在可调节压力的真空腔内。

4.根据权利要求2所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：所述金属热沉为紫铜电极，所述导电细丝两端通过银浆连接在紫铜电极上。

5.根据权利要求2所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：还包括数据收集计算机，所述数据收集计算机与电压采集卡连接。

6.根据权利要求3或权利要求4任一所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：真空腔上设置航空插头，紫铜电极两端分别通过航空插头与电压采集卡和DC直流电源并联连接，所述航空插头与所述真空腔连接处设置有橡皮密封圈。

7.根据权利要求6所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：所述真空腔上设置有电阻真空计。

8.根据权利要求6所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：所述真空腔通过连接管道与真空泵连接，所述连接管道上还设置有压力控制阀。

9.根据权利要求6所述的用于实现测量微尺度下自然对流换热系数的方法的装置，其特征在于：所述真空腔顶部为可拆卸的上盖，所述上盖与真空腔之间设置有橡皮密封圈。