[发明专利]一种测量柱状隔热材料热物性的方法

摘要

本发明提供了一种测量柱状隔热材料热物性的方法，用于通过测量被测样品中一个点的温度变化，确定柱状正交各向异性隔热材料径向热导率、轴向热导率和体积热容的方法。该方法包括建立了柱坐标中特定形式热干扰作用下的二维柱坐标传热模型；采用Laplace变换、Hankel变换和Laplace反变换方法，获得了正交各向异性隔热材料内的温度变化在时域中的解析解；通过灵敏度计算，分析径向热导率、轴向热导率和体积热容的灵敏度系数的相关性以及参数对温度变化的影响；建立相应的测量系统，实时采集温度的瞬态响应数据；采用L‑M参数估计方法，同时确定被测正交各向异性隔热材料的径向热导率、轴向热导率和体积热容。本发明的优点在于提供了一种实施方便、步骤简单的测量方法，能够同时测量柱状隔热材料的径向热导率、轴向热导率和体积热容。

主权项

一种测量柱状隔热材料热物性的方法，该方法用于通过测量被测样品中一个点的温度变化，确定正交各向异性隔热材料径向热导率、轴向热导率和体积热容的方法，其特征在于：对高度为0.01m～0.05m、半径为0.01m～0.10m的柱状正交各向异性隔热材料，建立了特定形式热干扰作用下的二维传热模型；具体步骤如下：步骤1：建立特定形式热干扰作用下，柱坐标下正交各向异性隔热材料的二维传热模型的控制方程式式1，如下所示：其初始条件和边界条件，如下所示：T(r,z,τ)|τ＝0＝T0  (式2a)，T(r,z,τ)|z→∞＝T0  (式2c)，式中，T为温度；T0为环境温度；τ为时间；λr为样品径向热导率、λz为样品轴向热导率、ρ为被测试样品的密度，Cp为样品定压比热；q为平面热源热流密度；R1为热源半径；R2为试样半径，r为径向坐标，z为轴向坐标；h为样品与环境之间的综合传热系数；步骤2：采用解析方法求解柱状正交各向异性隔热材料内的温度变化；步骤3：计算参数的灵敏度系数，进行灵敏度分析；步骤4：实时采集温度的瞬态响应数据；步骤5：应用参数估计方法，确定柱状正交各向 异性隔热材料的轴向热导率、径向热导率以及体积热容量。