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●第1章 温度和热 1
1.1 温度 1
1.1.1 温度的定义 1
1.1.2 温标 2
1.1.3 电阻温度计 3
1.1.4 温差电偶 5
1.1.5 常用标准化温差电偶 8
1.1.6 常用标准化温差电偶的温度和温差电动势的关系 9
1.1.7 温度场与温度梯度 10
1.2 热运动的基本规律 11
1.2.1 热和定压比热容 11
1.2.2 热膨胀现象 13
1.2.3 能量守恒定律 14
1.2.4 热力学第一定律 15
1.2.5 热力学第二定律 16
1.2.6 傅里叶热传导定律 19
1.2.7 对流传热 21
1.2.8 热辐射 23
1.2.9 谐波热作用下平壁的蓄热 25
1.3 热导率及其稳态测量 26
1.3.1 热导率 26
1.3.2 高反射率的隔热材料 27
1.3.3 热导率的稳态测量 30
1.3.4 防护热板法稳态测量材料的热导率 31
1.3.5 热流计法稳态测量材料的热导率 34
第2章 导热微分方程及材料热物性的瞬态测量 37
2.1 导热微分方程 37
2.1.1 直角坐标系中的导热微分方程 38
2.1.2 圆柱坐标系和球坐标系中的导热微分方程 40
2.2 定解问题 42
2.2.1 定解条件的类型 43
2.2.2 定解问题的边界条件 43
2.2.3 传热问题的定解问题 45
2.3 材料的热物性和热物性的瞬态测量 45
2.3.1 材料的热物性 45
2.3.2 材料热物性的瞬态测量 46
2.3.3 平面热源法瞬态测量材料的热物性 48
2.3.4 激光闪光法测量材料的热物性 49
2.3.5 热线法瞬态测量材料的热导率 51
第3章 一维圆柱面传热问题及线热源瞬态测量材料的热物性 54
3.1 一维圆柱面传热问题 54
3.1.1 一维圆柱面传热问题解析解的一次积分式 55
3.1.2 一次积分式的线性化 56
3.1.3 热线法瞬态测量材料热物性的一般理论 57
3.2 实现热线法瞬态测量材料热物性需要解决的相关问题 58
3.2.1 直流稳流电源 58
3.2.2 温度采集 62
3.2.3 测量探头和装置 63
3.2.4 测量数据处理 64
3.2.5 热线法瞬态测量仪置信度分析 66
3.3 热线法瞬态测量材料的热物性 68
3.3.1 热线法瞬态测量材料热物性遇到的困难 69
3.3.2 热线法瞬态测量材料热物性的计算公式 69
3.3.3 陈氏算法的一种解释 70
3.4 热线法瞬态测量仪 71
3.4.1 仪器规格及主要技术指标 71
3.4.2 热线法瞬态测量仪的基本原理 72
3.4.3 SHT-H热线法瞬态测量仪的结构 73
3.4.4 SHT-H热线法瞬态测量仪的操作系统 73
3.4.5 测量操作要点 74
3.4.6 测量结果的表达 76
3.4.7 瞬态测量材料热物性的不确定度 77
3.4.8 热线法瞬态测量材料热物性的测量误差的一种评定方法 78
3.4.9 热线法瞬态测量仪测量实例 78
3.5 热针法瞬态测量材料的热物性 82
3.5.1 一般原理 82
3.5.2 热针法瞬态测量仪 84
3.5.3 实验测量 89
3.5.4 热针法瞬态测量仪的置信度分析 92
3.5.5 热针法瞬态测量材料热物性的标准理论 94
3.6 热线法瞬态测量材料热物性的电测方法 99
3.6.1 一般原理 99
3.6.2 电测法瞬态测量材料热物性的计算公式 101
第4章 一维半无限大传热问题及平面热源瞬态测量材料的热物性 103
4.1 一维半无限大传热问题及其解 103
4.1.1 一维半无限大传热问题的物理模型 103
4.1.2 一维半无限大传热问题的数学模型 104
4.1.3 一维半无限大传热问题的解析解 105
4.2 B(y)函数的脉冲法测量 106
4.2.1 直流稳流电源 107
4.2.2 平面热源 110
4.2.3 脉冲法的加热测量装置 111
4.2.4 脉冲法瞬态测量系统 112
4.2.5 B(y)函数的测量值 114
4.3 用牛顿迭代法求解高斯误差函数 115
4.4 脉冲法瞬态测量材料热物性的实现 117
4.4.1 脉冲法瞬态测量材料热物性的计算公式 117
4.4.2 脉冲法瞬态测量材料热物性的另一种数据处理方法 118
4.4.3 试件制备和测量条件的控制 119
4.4.4 脉冲法瞬态测量材料热物性的测量要点 121
4.5 脉冲法瞬态测量仪 122
4.5.1 仪器规格及主要技术指标 123
4.5.2 测量操作系统 123
4.5.3 数据处理流程 124
4.5.4 脉冲法瞬态测量材料热物性的置信度 124
4.5.5 脉冲法瞬态测量仪用于实际测量 126
4.6 B(y)函数的恒流法测量及恒流法瞬态测量仪 128
4.6.1 一维半无限大传热问题的解析解 128
4.6.2 测量B(y)函数的又一种实际可行的方法 129
4.6.3 恒流法瞬态测量材料热扩散系数和热导率的计算公式 129
4.6.4 平面热源加热测量的有效热流密度 130
4.6.5 恒流法瞬态测量材料热物理性质的测量装置 130
4.6.6 恒流法瞬态测量材料热物理性质的测量操作系统 131
4.6.7 恒流法瞬态测量材料热扩散系数和热导率的测量实例 132
4.7 圆板法瞬态测量材料热物性的电学测量方法 133
4.7.1 基本原理 133
4.7.2 待测材料热物理性质的测量 136
4.7.3 测量序列的获得及测量装置框图 136
4.7.4 圆片型探头的设计和制作 137
4.7.5 确定特征时间的一种方法 139
4.7.6 待测材料定压比热容和蓄热系数的估算 140
4.7.7 高精度可调直流稳流电源 141
4.7.8 电压采集模块 142
4.7.9 测量操作系统及数据处理软件 143
4.7.10 SHT-E圆片法电热热物性瞬态测量仪 144
4.7.11 测试及比对 145
4.7.12 误差估算 148
第5章 小结与展望 150
5.1 关于热物性瞬态测量方法及测量仪 150
5.2 关于平面热源圆板法瞬态测量材料热物性电测法的几个问题 154
5.3 关于热物性瞬态分析仪的展望 156
主要参考文献 158
附录 高斯误差函数B(y)-y2函数四位对应关系数值表 160