[發(fā)明專利]一種測量微尺度下不同表面粗糙度對流換熱系數(shù)的方法及裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010216571.4 | 申請日： | 2020-03-25 |
| 公開（公告）號： | CN111323453A | 公開（公告）日： | 2020-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 岳亞楠;鄧書港;高建樹;李忠成;吳昊;方宇欣;顧家馨 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢大學(xué) |
| 主分類號： | G01N25/20 | 分類號： | G01N25/20;G01B21/30 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 羅飛 |
| 地址： | 430072 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 測量 尺度 不同 表面 粗糙 對流 系數(shù) 方法 裝置 | ||
1.一種測量微尺度下不同表面粗糙度對流換熱系數(shù)的方法，其特征在于，包括：
步驟S1：采用導(dǎo)電粘結(jié)劑將微尺度導(dǎo)電細(xì)絲兩端粘接于金屬熱沉上，所述微尺度導(dǎo)電絲的直徑為10微米到100微米；
步驟S2：采用導(dǎo)電粘結(jié)劑將連接電源的第一電極、第四電極粘接在導(dǎo)電細(xì)絲的兩端，采用導(dǎo)電粘結(jié)劑將連接電壓表的第二電極、第三電極用粘接在導(dǎo)電細(xì)絲的中間段，其中，四個電極將導(dǎo)電細(xì)絲分成三段，兩端中的第一段對應(yīng)第一電極和第二電極，中間段對應(yīng)第二電極和第三電極，兩端中的第二段對應(yīng)第二電極和第三電極；
步驟S3：采用DC直流電源向?qū)щ娂?xì)絲通以階躍電流，并記錄階躍時刻第二電極與第三電極節(jié)點間的電壓初始值U0；
步驟S4：當(dāng)電加熱達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，測量得到電壓穩(wěn)定值U1；
步驟S5：分析與導(dǎo)電細(xì)絲表面粗糙度相關(guān)的參數(shù)，并獲得相關(guān)的參數(shù)與表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)相關(guān)的參數(shù)與對應(yīng)關(guān)系得到不同表面粗糙度的細(xì)絲；
步驟S6：根據(jù)得到的不同表面粗糙度的細(xì)絲和下列公式計算微觀尺度下導(dǎo)電細(xì)絲的自然對流換熱系數(shù)h：
其中，h為測量得到的微尺度下自然對流換熱系數(shù)，U1為所述電壓表記錄的電壓穩(wěn)態(tài)值，U0為所述電壓表獲取的階躍電流的階躍時刻對應(yīng)的電壓初始值，δ為導(dǎo)電細(xì)絲材料的電阻溫度系數(shù)，Q為所述熱絲通以階躍電流峰值達(dá)到穩(wěn)態(tài)后的焦耳發(fā)熱功率，L為熱絲的長度，S為熱絲橫截面的周長，A為熱絲橫截面的面積，k為熱絲材料的熱導(dǎo)率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，S5中與導(dǎo)電細(xì)絲表面粗糙度相關(guān)的參數(shù)包括：表面噴灑鹽水的時間和鹽水的濃度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)相關(guān)的參數(shù)為噴灑鹽水的時間時，S5具體包括：
步驟S5.1：將材料置于預(yù)設(shè)腔室內(nèi)并噴灑一定濃度的生理鹽水一段時間，然后測量材料的表面粗糙度；
步驟S5.2：根據(jù)不同噴灑時間下的材料表面粗糙度，繪制出在一定鹽水濃度下的材料表面粗糙度-噴灑時間關(guān)系圖，得到的細(xì)絲表面粗糙度和噴灑時間之間的對應(yīng)關(guān)系；
步驟S5.3：根據(jù)獲得的對應(yīng)關(guān)系，通過控制噴灑時間，獲得不同表面粗糙度的細(xì)絲。
4.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述方法的測量裝置，其特征在于，該裝置包括：
導(dǎo)電細(xì)絲，導(dǎo)電細(xì)絲為具有導(dǎo)電性能的微尺度導(dǎo)電細(xì)絲；
金屬熱沉，所述導(dǎo)電細(xì)絲兩端利用導(dǎo)電粘結(jié)劑連接于金屬熱沉上；
DC直流電源，用以給導(dǎo)電細(xì)絲施加一個階躍電流；
四個電極，其中，第一電極和第四電極用以連接DC直流電源，分別用導(dǎo)電粘結(jié)劑連接在導(dǎo)電細(xì)絲的兩端，第二電極和第三電極用以連接電壓表，分別用導(dǎo)電粘結(jié)劑連接在導(dǎo)電細(xì)絲的中間段；
電壓表，用以測量第二電極和第三電極之間的電壓值；
腔室，用以放置導(dǎo)電細(xì)絲和四電極測量系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述金屬熱沉為紫銅電極，所述連接DC直流電源的兩個電極以及導(dǎo)電細(xì)絲兩端一同通過導(dǎo)電粘結(jié)劑連接在紫銅電極上。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括數(shù)據(jù)收集計算機(jī)，所述數(shù)據(jù)收集計算機(jī)與電壓表連接。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述腔室內(nèi)設(shè)有霧化噴灑裝置，用以將生理鹽水進(jìn)行霧化。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述腔室內(nèi)安裝有干燥裝置。
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