土壤在不同密度下的熱導率

TLS-100 是一款手持式檢測儀,用於測量各種樣品(包括土壤、岩石、混凝土和聚合物)的熱導率和熱阻率。 方便操作也可即刻執行測試,並顯示結果。TLS-100還能夠自動加載相應的測試參數。

TLS-100 用戶受益於使用此儀器測試時獲得的便利性和準確性。 使用者可輕鬆在任何地方執行測量,並可使用USB線和隨附的 Windows 實用程序將數據傳輸到電腦。

Thermtest 瞬態熱線源 (TLS) 儀器符合國際公認的測試標準,遵循ASTM D5334(100 毫米探頭和 50 毫米探頭)和 IEEE 442-1981(100 毫米探頭)。 傳測器探針由密封在鋼管中的細加熱絲和溫度感測器組成。 傳感器完全插入待測樣品中。 使用恆流源 (q) 將熱量傳遞到樣品,並在規定的時間段內記錄升溫。 升溫與時間對數曲線的斜率 (a) 用於計算熱導率 (k)。

我們使用TLS-100來測試土壤密度對熱導率的影響,使用TLS 100mm傳感器探針。

土壤密度越大通常會增加其熱導率。 為了研究這種正比關係,在鬆散土壤和壓縮土壤下測量了土壤樣品的熱導率和熱阻率。

首先通過簡單地將土壤倒入樣品架並插入 TLS 傳感器來測量鬆散土壤樣品。 對於壓縮樣品,從樣品架上取下相同的土壤樣品,然後使用壓力壓實後,將 TLS 100mm 傳感器插入樣品中間,並使用支架固定到位,以確保在測試過程中傳感器與樣品有良好接觸。

樣品 平均熱導率(W/m•K) 平均熱阻率(m·K/W) RSD (%)
鬆散土壤樣品 0.115 8.696 0.00
壓縮土壤樣品 0.188 5.319 0.33

 

得出的結果如表格所示,由此可知土樣的導熱係數是會隨著密度的增加而顯著增加。

此原因基本上可推論為越緊密的土讓空氣含量越小,所測得的會更接近土壤本身的熱導值。