改進型瞬態(tài)平面熱源法的實驗研究.pdf

1、導(dǎo)熱系數(shù)是材料的重要熱物性參數(shù)之一，廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能、石油化工、航空航天等領(lǐng)域中，準(zhǔn)確快速的測量導(dǎo)熱系數(shù)對材料的使用意義重大。瞬態(tài)平面熱源法是導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法之一，具有測量范圍廣、時間短、試件容易制備等優(yōu)點;但受環(huán)境溫度及電源波動、接觸熱阻等的影響，測量精度較低。本文以瞬態(tài)平面熱源法為基礎(chǔ)，建立了固體導(dǎo)熱系數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并用L-M算法替代傳統(tǒng)BP算法，旨在進一步提高測量精度。主要完成以下工作:
　　理論分析了半無限大物

2、體的瞬態(tài)導(dǎo)熱過程，得到了探頭表面的溫升表達式;簡述了改進型TPS法的測量原理，推導(dǎo)出了導(dǎo)熱系數(shù)的計算公式，并分析了測量誤差的主要來源;介紹了熱電阻的測溫原理，探頭選材及尺寸設(shè)計、試件加工制作的過程等，設(shè)計探頭半徑r=6.4mm、厚h=60μm，試件最小直徑和最小厚度分別為4.4r、1.2r;介紹了穩(wěn)流直流電源的基本原理，并根據(jù)設(shè)計要求，選定AgilentE3642A型直流電源為輔助加熱電源。對設(shè)計的探頭、采樣電阻進行標(biāo)定和校準(zhǔn);用C-T

3、herm TCi導(dǎo)熱儀，對磷青銅、鋁金屬、Pyrex玻璃、LAF6720泡沫及微晶玻璃等材料進行測量;以加熱功率、加熱時間、密度、環(huán)境溫度、電壓變化（或電壓變化率）及溫升（或溫升速率）為關(guān)鍵輸入變量，建立了固體導(dǎo)熱系數(shù)的BP網(wǎng)絡(luò)模型，并用MATLAB7.5完成對網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建、訓(xùn)練及檢驗等過程。
　　實驗結(jié)果:模型1、模型2、模型3的相對誤差分別為≤3.5％、≤2％、≤10％，表明模型2的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比模型1、模型3的好，以模型2為參考建