润滑油热线几何尺寸测量、标定、加热功率、理想段的选取、甲苯导热系数

附录A

(规范性附录)

热线几何尺寸测量、标定

A.1热线

A.1.1热线的几何尺寸测量

热线的几何尺寸包括长度和直径两个参数，测量准确度不低于±0.05mm。

A.1.2热线电阻-温度关系式标定

实验开始前需要标定热线的电阻-温度关系式。

在实验所需的温度范围内选取5-10个温度点进行关系式标定，热线的阻值采用六位半数字万用

表记录，恒温系统的稳定时间要长一些，一般在Ih以上，使热线和恒温系统达到充分的热平衡，判

断的标准是数字多用表测量的电阻值是否稳定在某个值附近波动，一般热线电阻值在20min内的变化

量不超过0.001C。

将记录的温度及其对应的热线电阻值拟合为如下的二次多项式：

R=A+BT+CT2.......................(A.l)

式中：

R—热线电阻/C

T一温度/K

附录B

（参考性附录）

加热功率、理想段的选取

B.1加热功率

瞬态热线法测量导热系数要求使用恒功率来加热热线，功率的变化会造成温升数据拟合斜率的偏差。

因为电路中热线电阻会随着加热而增大，单纯的采用恒压源和恒流源都不可能达到恒功率，本方法中建

议采用恒压电源串联电阻箱的方法，简化分析的电路图如图4所示。

图B.1实验电路简化图

说明:

与热丝电阻R,电阻箱电阻恒压电源电压

热丝线功率的表达式为:

q=(B.I)

IK+K

式中L表示热线长度,令=X＞上式可化为:

PRLx

-(B.2)

+1)2(X717

令),=£P殍RI，则有:

2

UuE

X

(B.3)

对上式求导可得:

dy_IT

(B.4)

dx(x+1)3

由式（B.4）可知，当/=1时，其函数的导数为零，表明在这一点附近x变化时，函数y几乎不

变，即表示了功率的不变。在本实验中，调节电阻箱电阻和热线电阻大致相当时，热线加热功率可以

控制在很小的范围内。

B.2理想导热段的选取

实验数据处理的关键是如何选取A7；xp-hl7曲线图上的直线段，该段数据不仅是可得到斜率值的

数据，也可得到导热系数的参考温度。

如何判断理想导热段的起始点和结束点，可参考以下方法：拟合斜率系列曲线图结合A7；xp-hW

图法。其基本思想是：如果温升曲线是直线，那么其一阶导数为水平线、二阶导数为零.具体方法

如下：首先绘制曲线，然后对该曲线进行分段拟合，每次取N个点进行拟合，从而得到一

系列斜率值/、a2、％……。得到此系列斜率值后，绘制。值与点数〃的曲线图，此时〃曲

线是一条接近水平线的曲线。

图B.2一次系列斜率曲线图

从图（B.2）中可以看出开始时斜率值较大，这反映了热线开始阶段通电产生的热量主要用于加热

自身，开始点在。点左右，而从〃点开始，曲线开始振荡加剧，偏离水平线，此时可认为理想加热段已

经结束，因此由该图可以很直观的看出开始点和结束点。

在取得合适的直线段后，对所选的整个直线段拟合，根据最小二乘法进行线性拟合可得到理想导热

段直线的斜率，代入公式（2）即可求得导热系数结果。

附录C

（资料性附录）

甲苯导热系数

甲苯的导热系数见表C.I

表C.1甲苯导热系数

(MPa)

0.1135101520

T

243.150.14520.14540.14590.14630.14750.14870.1498

253.150.14260.14280.14330.14390.14510.14630.1475

263.150.13990.14020.14080.14130.14260.14390.1452

273.150.13730.13750.13810.13870.14010.14150.1428

283.150.13450.13480.13540.13600.13750.13900.1404

293.150.13180.13210.13270.13340.13500.13650.1380

303.150.1290012930.13000.13070.13240.13400.1355

313.150.12620.12660.12730.12800.12970.13140.1330

323.150.12350.12380.12460.12530.12710.12890.1306

333.150.12070.12110.12190.12270.12460.12640.1282

343.150.11800.11840.11920.12000.12200.12390.1257

353.150.11530.11570.11650.11740.11950.12140.1233

363.150.11260.11300.11390.11480.11700.11900.1210

373.150.11000.11040.1113