Методика измерения теплопроводности

Большое разнообразие механизмов теплопроводности и их сложный характер приводят к тому, что эксперимент остается пока единственным источником достоверных сведений о теплопроводности всех технически важных веществ и материалов. Современная физика способна объяснить лишь качественные особенности проявления той или иной составляющей теплопроводности. Существующие методы расчета теплопроводности отдельных групп материалов в своей основе остаются эмпирическими, носят локальный характер и основываются на большом массиве экспериментальных данных. Они лишь дополняют экспериментальные исследования теплопровод­ности, а не заменяют их.

Являясь характеристикой пространственного переноса теплоты, теплопроводность проявляется в условиях заметных градиентов температурного поля внутри вещества. Современная эксперимен­тальная теплофизика не располагает средствами, которые позво­ляли бы осуществлять непосредственные измерения локального градиента температуры. Для этого чаще всего по результатам изме­рения локальных дискретных значений температуры в характерных точках образца восстанавливают его температурное поле и через него расчетным способом отыскивают градиенты температуры в тех сечениях образца, для которых экспериментально измерены или заданы удельные тепловые потоки.

Для определения коэффициента теплопроводности слоистых систем с высокой точностью перспективным является импульсный метод, предусматривающий измерение скорости прохождения теплового импульса через плоский образец определенной формы и размеров. Такой принцип реализован в компьютерном измерителе теплопроводности «Теплофон» КИТ-02ц (рис.6.2), который позволяет с высокой точностью (3-5%) измерять коэффициент теплопроводности в диапазоне 1-400 Вт/(м К)

Рис. 6.2. Измерительная ячейка прибора КИТ-02ц