基于恒温边界一维非稳态传热模型测固体材料热物性参数

摘要

采用超级恒温水浴结合黄铜板形成恒温边界,通过控制试样尺寸(长、宽尺寸大于8-10倍厚度)结合侧壁面绝热层,保证在试样中产生准均匀一维热流.然后基于恒温边界下的一维非稳态传热模型,利用随机共轭梯度法对固体材料导热系数、比热容进行参数估计反演计算.针对比热容灵敏度系数较低,参数反演估计误差较大的情况,首先估计热扩散率,然后再对比热容估计结果进行修正.建立实验测试装置,对松散煤体进行了热物性测试,理论计算和数值仿真对比分析表明参数估计结果准确可靠.讨论了温度测量误差对估计结果的影响,结果表明,利用随机共轭梯度法进行参数估计,准确性和抗不适定性较好,温度测量标准差达0.6时,仍能保证足够的参数反演精度(相对误差＜10％).最后对玻璃等6种材料进行了热物性测试分析.