[發明專利]基于穩態分析的半球向全發射率與導熱系數的測量方法

有效

• 申請號: 201310146537.4
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103245692A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 符泰然;湯龍生;段明皓;王忠波;談鵬;周金帥;鄧興凱
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京機電工程研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

1.一種基于穩態分析的半球向全發射率與導熱系數的測量方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：

S1.選取一個細長帶狀的導體材料樣品，在真空環境下通電加熱，選取所述樣品中間的一段區域為測試區，根據穩態量熱法建立所述樣品的穩態能量平衡方程；

S2.將所述樣品的半球向全發射率和導熱系數分別表示為關于溫度的數學函數，以函數中的待定參數來定量表征樣品的半球向全發射率與導熱系數的特征；

S3.在不同穩態溫度條件下進行多組穩態測量實驗，構造出多個不同穩態溫度條件下的穩態能量平衡方程，形成一個穩態能量平衡方程組，樣品半球向全發射率函數和導熱系數函數中的待定參數為所述方程組中的未知數；

S4.利用數值求解算法求出樣品半球向全發射率函數和導熱系數函數中的待定參數，得到所述樣品關于溫度的半球向全發射率函數和導熱系數函數，從而確定所述樣品在不同穩態溫度條件下的半球向全發射率和導熱系數。

2.根據權利要求1所述的基于穩態分析的半球向全發射率與導熱系數的測量方法，其特征在于，所述步驟S1中的穩態能量平衡方程為：

式中，Q為樣品測試區的加熱電功率，通過測量樣品測試區兩端的電壓和電流可獲得，為已知量；(T₀,T₁,T₂)分別為樣品測試區的左邊界、中間、右邊界的溫度值，通過熱電偶測量獲得，為已知量；為樣品中測試區的平均溫度，為已知量；T_e為真空水冷壁的溫度，為已知量；ε為樣品半球向全發射率，為未知量；λ為樣品導熱系數，為未知量；σ為史蒂芬-波爾茲曼常數，為已知量；樣品測試區長度為l、寬度為w、厚度為d、樣品橫截面積A=w·d、測試區表面積S=2l·(w+d)，均為已知量。

3.根據權利要求2所述的基于穩態分析的半球向全發射率與導熱系數的測量方法，其特征在于，所述步驟S2中樣品的半球向全發射率函數和導熱系數函數為含有有限個待定參數的線性函數、冪指數函數和多項式函數等函數中的一種。

4.根據權利要求3所述的基于穩態分析的半球向全發射率與導熱系數的測量方法，其特征在于，所述步驟S2中樣品的半球向全發射率函數和導熱系數函數在溫度區間帶寬ΔT內，可表示為溫度的線性函數，所述函數為：

ϵ(a1,a2;T)=a1T+a2λ(b1,b2;T)=b1T+b2]]>

式中，(a₁,a₂)為半球向全發射率函數中的兩個待定參數；(b₁,b₂)為導熱系數函數中的兩個待定參數；T為樣品測試區的穩態溫度。