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温度管理和热传递是工业流程与系统的关键组成部分。在材料或设备需要加热、冷却或维持稳定工作温度的情况下,常常会使用传热流体(HTF)。这类流体在诸如电子变压器和聚合物生产等众多行业中,起到吸收、传输和散热的作用。
提高传热流体的热物理参数是提升工业流程效率的重要一环。由于有多种适用于不同应用场景的流体可供选择,可靠且准确的热导率表征至关重要。
图 1. 带 MTPS 的Trident仪器
通过改进型瞬态平面热源法测量传热流体的热导率
在变压器中,油因其温度适用范围广和电气绝缘性能,相比水基流体具有优势。变压器油需要具备适当的热导率,以防止在瞬间过载时出现故障。
图 2. 带液池的 MTPS 传感器
水、乙二醇和矿物油是发动机、核系统、能源生产与供应以及许多其他领域常用的传热材料。因此,本研究中使用的三种传热流体包括蒸馏水、埃文斯冷却系统(Evans Cooling Systems)的乙二醇以及加拿大石油公司(Petro-Canada)的Luminol TR-1 变压器油。
使用 TCi 小体积测试套件(图 2)对液体样本进行测试。每次测试所需样本体积为 1.25 ml,将对流效应降至最低。-25℃ 至 100℃ 温度范围内的测试结果如下所示。实验数据与相应计算得出的标准值相比,误差在 1.85% 以内。
图 3. 三种传热流体(变压器油、乙二醇、蒸馏水 )在不同温度下的热导率