·482· 北京科技大学学报 1998年第5期 工/T=[1+G./r为/[1+(G,/r] (10) 采用不同尺寸热线与热电偶的组合进行实验研究，可以验证式(10)的正确性，从而验证 式(9)的正确性.实验中选用铁铬铝热线和镍铬镍硅热电偶，两者之间具有很好的焊接性能， 热物性参数也比较接近.取(，/r)=1/9.5,(/r)2=15,1/2.7,1/1.9,结果见图3(b). 1.0 1.2 (,/r=1/9.5 会 0.8 1.0 0.8 0.6 (a) 0.6 (b) 0. 0 0.2 0.40.60.81.0 0.4 0 0.20.40.60.81.0 n/rw (n/rw)2 图3温升比随半径比的变化，(a)计算值，(b)实验值 ·0一不同介质的实验值：实线-计算值 显而易见，热电偶丝的半径越小，测量到的温升越接近热线的真实温升.因此，采用“交叉 热线”进行热线法实验测量时，应尽量选用较细的热电偶丝，由于细热电偶丝不能长期工作在 较高的温度环境里，所以在测量高温下材料的热导率时，不得已而选用较粗的热电偶丝，则必 须将所测量到的温升值进行校正，以保证估计出的热参数数值的真实性和准确性， 5热导率测试结果 在室温下，应用“交叉热线法”测量了3种非透明固体材料的热导率，还采用平面功率热 源法对其中1种进行了测量，以便互相校核验证，并与文献中所给出的数据进行了对比，见表 1.可看到，“交叉热线法”具有较好的准确性和测量精度 图4为采用“交叉热线法”从室温至1300K温度范围内，对半透明材料K9冕玻璃真实 热导率的测试结果， 2.0 表1非透明固体热导率测试结果(wm1.K) 1.8 材料 p/kg·m交叉热线法平面热源法文献 1.6 硅藻土砖 600 0.146 一 0.151 14 轻质粘土砖 600 0.174 0.171 0.176 M)/Y 建筑红砖 1560 0.512 0.490m 1.0 0.8 2 468101214 T1×102K 6 结论 图4K9冕玻璃热导率随温度的变化 “交叉热线法”是一种易实现、低成本的测量材料热导率的方法.在实验过程中，应合理选 择热线和热电偶丝的直径，并对温升测量结果进行修正，以保证所估计出的热参数数值的真 实性和准确性，本文建立了交叉热线传热的数学模型，应用热四端网络法得到了模型的理论 解析解，给出了交叉热线温升测量值的实用修正公式.实验研究结果表明，该公式是准确、可 靠的，具有实用价值.北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 8年 第 5期 兀 / 不 = [ l + ( r 〔 / r w ) { ] / [ l + ( r t / r w ) ; ] ( 1 0) 采 用 不 同尺寸 热 线 与热 电偶 的 组合进行 实 验研 究 , 可 以 验 证 式 ( 1 0) 的 正 确性 , 从而 验证 式 (9 ) 的 正确 性 . 实验 中选用 铁铬 铝 热 线和 镍铬 镍 硅 热 电偶 , 两 者之 间具 有很 好 的焊接性能 , 热物 性参数 也 比较接 近 . 取 ( r t / r w ) 1一 l /9 . 5 , ( r : / r w )厂 l / 5 , l / 2 . 7 , ] / 1 . 9 , 结果见 图 3 ( b) . 卜一 、 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 r t / wr 图3 0 . 8 1 . 0 ( rt / r w ) = l /9 . 5 个\ 火 温升 比随半径比的变化 , ( a) 计 算值 , 伪)实验值 . 。 一不 同介质的实验值 ; 实线- 计算值 显而 易 见 , 热电偶 丝 的半 径 越小 , 测量到 的温 升越 接 近热 线的真 实温 升 . 因 此 , 采用 “ 交叉 热 线 ” 进 行 热线 法 实验 测量 时 , 应 尽量 选用 较细 的热 电偶 丝 . 由于细 热 电偶 丝不 能 长期工 作在 较 高的 温度环 境 里 , 所 以 在 测量 高温 下材料 的热 导率 时 , 不得 已 而 选用 较粗 的热 电偶丝 , 则必 须将 所 测量 到 的温 升值 进行 校正 , 以 保证估计 出的热参数数 值 的真实 性和 准确 性 . 5 热导率测试结果 在 室 温 下 , 应 用 “ 交 叉 热 线法 ” 测量 了 3 种 非 透 明固体材 料 的热 导 率 , 还 采 用平 面功率 热 源 法对 其 中 1 种 进行 了 测量 , 以 便 互相校 核验 证 , 并 与文 献 中所给 出 的数据进 行 了 对 比 , 见 表 1 . 可看 到 , “ 交 叉热 线法 ” 具有 较好的准确 性和测 量精度 . 图 4 为采 用 “ 交叉 热线 法 ” 从室 温 至 1 3 0 K 温度 范 围 内 , 对半 透 明材 料 9K 冕玻璃真 实 热 导率 的测 试 结果 . 1 !吕 1日 · 蒸à、叹 表 l 非透明固体热导率测试结果 (w · m 一 ’ · r ’ ) 材 料 p 弋 · 币 ,交 叉热线法 平面热 源法 ) ) nU目n O)( )( ù式 20 0 `6U了为”ō只、 à`一议CU , 硅藻土砖 轻质粘 土砖 建筑 红砖 0 . 14 6 0 . 17 4 0 . 5 1 2 0 . 1 7 1 文献 0 . 1 5 116 ] 0 . 1 7跨 6 ] 0 . 4 9 d , , ! } 丫 . 6 结论 T/ x I 0 2 K 图4 K g星玻瑞热导率随温度的变化 “ 交叉 热线 法 ” 是 一 种 易实 现 、 低 成本 的测 量材料 热 导率的方法 . 在 实验过程 中 , 应合 理选 择热 线和 热 电偶 丝 的直 径 , 并 对温 升测 量结 果 进行修正 , 以保 证所 估计 出的热参数数值 的真 实性 和准 确 性 . 本 文 建 立 了 交 叉 热线 传热 的数 学模型 , 应 用 热 四端 网 络法得 到 了模型 的理 论 解 析解 , 给 出 了交 叉热 线温 升测 量值 的实用 修正公 式 . 实验 研究 结果 表 明 , 该公 式是 准确 、 可 靠的 , 具有 实 用价值