高精度熱探針導(dǎo)熱系數(shù)測量方法及生物油導(dǎo)熱系數(shù)研究.pdf

1、熱探針法是一種常用的測量松散粉末、顆粒材料和液體等物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)的方法，具有快速方便的特點。但是傳統(tǒng)的熱探針方法，由于自身系統(tǒng)誤差難以消除，導(dǎo)致測量結(jié)果精度不高。由生物質(zhì)原料快速熱解產(chǎn)生的生物油是一種可再生能源，生物油的導(dǎo)熱系數(shù)是其利用過程中的一個重要的熱物性參數(shù)，但是，國內(nèi)外對于生物油導(dǎo)熱系數(shù)的研究成果卻不多。生物油的成分很復(fù)雜，部分成分易揮發(fā)，這給生物油導(dǎo)熱系數(shù)的測量帶來一定的難度。 針對傳統(tǒng)的熱探針測量方法，本文提出了對有效

2、測量數(shù)據(jù)的判斷準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則利用實驗數(shù)據(jù)的最佳線性原理，對實驗數(shù)據(jù)點進(jìn)行有效合理地篩選，得出有效測量數(shù)據(jù)，從而能夠在一定程度上提高實驗測量精度。 熱探針的熱容以及直徑所造成的系統(tǒng)誤差是導(dǎo)致實驗精度不高的一個重要原因，為了克服傳統(tǒng)熱探針方法的系統(tǒng)誤差，本文提出了蒙特卡洛反演的熱探針導(dǎo)熱系數(shù)測量法。這種方法是從熱探針導(dǎo)熱問題微分方程的精確解出發(fā)，充分考慮熱探針熱容的影響，同時在不需要主觀地對有效測試時間段進(jìn)行篩選的情況下，就能在比較短

3、的時間里準(zhǔn)確得到待測樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。 在上述研究的基礎(chǔ)上，本文建立了熱探針測量實驗系統(tǒng)，測量結(jié)果顯示：采用蒙特卡洛反演方法對于水、甘油、硅油以及無水乙醇的平均測量誤差約為0.8％，即使對于無水乙醇這類很難用熱探針方法準(zhǔn)確測量的液體，其測量誤差也可以控制在1.5％以內(nèi)，其測量精度明顯高于傳統(tǒng)的熱探針方法。 本文利用上述導(dǎo)熱系數(shù)測量系統(tǒng)，對生物油以及添加了甲醇、乙醇、乙酸乙酯等液體燃料的生物油/液體燃料混合物的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了