鹽水混合物的比較

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瞬態熱線液體熱導率儀 (THW-L1) 是一種精密分析儀器,可直接測量液體和低粘度糊狀物的熱導率,範圍為 10 至 200°C。

THW-L1
(圖1) Thermtest THW-L1熱導儀

 

Thermtest 瞬態熱線 (THW-L1) 熱導儀是一種先進的測量系統,可以根據 ASTM D7896-19 標準直接測定液體和糊狀物的導熱係數。THW-L1 的設計考慮了速度和操作簡單性。 通過持續時間為 1 秒的單次測量,可以準確而精確地測量少量液體和低黏度糊狀物的熱導率、熱擴散率和比熱。 THW-L1 儀表使用非固定測量方法和快速測試時間,限制了黏度範圍(0.1 至 10,000,000 mPas)樣品的對流效應。

測試熱導率結果

由於傳感器上使用的是裸線,因此使用瞬態熱線 (THW) 技術測量導電流體存在局限性。 即使在測試導電流體時,實驗裝置的改進也可以實現準確的熱導率測量。 導電流體的典型趨勢是隨著流體溫度的升高,電導率增加,這會影響測試結果的準確性。

THW-L1 軟體允許用戶查看測量質量,這對於識別不良結果很重要。

對於影響測量精度的導電液體,通常溫度上升與時間原始數據的開始前幾個點偏移到圖形零以下。 如圖 1a 所示,當電導率不影響測量精度時,溫升圖從正溫度開始。另一方面,當流體的流體電導率足夠高以產生電流時,結果會出現負偏移(圖 1b)。

THW-L1-1a table
(圖1a) 當流體的電導率不干擾熱導率測量時溫度升高
THW-L1-1b table
(圖1b) 當流體的電導率干擾熱導率測量時,溫度會升高。

下圖顯示了 0.1% 和 2% 的兩種鹽水混合物的實驗結果,使用 THW-L1 和瞬態熱線儀器測量。 在圖2-5中,綠色測量點表示實驗數據不受流體電導率的影響。 相反,紅色測量點顯示實驗數據,當流體的電導率較高時,如上圖 1b 所示。 THW-F 傳感器沒有可供用戶查看測量質量的選項。

如圖2所示,鹽水實驗數據為0.1%。 由於該混合物的電導率較低 (2.2 mS/cm),因此在測量過程中同時使用了 THW-L1 不銹鋼(標準)和 THW-L1 陽極氧化鋁(可選)測試池。 可以看出,陽極氧化測試池允許在更高溫度下進行更準確的熱導率測量; 這是由於陽極氧化提供了基本水平的電絕緣。 黑線表示使用 THW-L1 傳感器進行的對照樣品(DIUF 水)測量。

Measured-Thermal-Conductivity-of-salt-water-mixture
(圖 2) 使用帶陽極氧化測試電池的 THW-L1 設備、基本 SS 測試電池和 THW-F 設備測得的 0.1% 鹽水混合物的熱導率。

鹽水混合物和DIUF水的實驗數據與文獻數據的比較如圖3所示。對於鹽水測量,實驗數據與文獻數據的偏差隨著溫度的升高而增加並且更高 使用不銹鋼桶時。 THW-F 的測量值與文獻值的偏差最大。

Deviations-of-the-Thermal-Conductivity-measurements-with-the-literature-data-of-salt-water-mixture
(圖3) 使用帶陽極氧化電池、基本 SS 電池和 THW-F 設備的 THW-L1 設備,使用 0.1% 鹽水混合物的文獻數據進行熱導率測量的偏差。
 Attachment Details Measured-Thermal-Conductivity-of-salty-water-mixture
圖 4. 使用帶陽極氧化電池的 THW-L1 設備和 THW-F 設備測得的 2% 鹽水混合物的熱導率

圖 4 顯示了 2% 鹽水的熱導率測量值,計算出的電導率在 20˚C 時為 31.9 mS/cm。 當使用 THW-L1 不銹鋼測試池時,無法獲得準確的測量值; 或者,當使用陽極氧化測試電池時,測量結果在高達 40˚C 時仍然準確。 在測量期間,對 THW-L1 和 THW-F 傳感器施加 3 巴的背壓。 在更高的溫度下,兩種器件的熱導率都下降了,而 THW-F 傳感器的熱導率下降更高。

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