温度对盐水导热系数影响的实验研究
发布时间：2019-11-26 22:36
【摘要】：为探讨温度对盐水导热系数的影响,特别是深水低温条件下的导热系数,采用瞬态热线法测定不同温度下(4~60℃)下5种常用盐水溶液的导热系数,并分析了温度对每种盐导热系数的影响。实验结果表明,对于待测盐水体系而言,相同浓度下,每种盐的导热系数与温度的变化趋势相同,即4~20℃低温段,盐的导热系数曲线缓慢增长,随后温度对导热系数的影响逐渐增大;相同温度下,导热系数随着盐浓度的升高而降低。文中还对现场2口深水井所用的盐水测试液的导热系数进行了室内测定,结果发现,2种配方的导热系数受温度的影响较小,4℃和50℃的导热系数的差值分别为0.036、0.53 W/(m·K);当温度高于40℃以后,2种体系的导热系数不受温度影响。
【图文】：
第34卷第5期李怀科等：温度对盐水导热系数影响的实验研究551实验方法和测试流程1.1实验方法采用目前国际导热系数研究领域内公认的先进的瞬态热线法（TransientHotWire），该方法具有测试准确度高，速度快，样品用量少，操作简单，自动化程度高等特点[8-9]。瞬态热线法以无限大介质中的径向一维非稳态导热问题为理论基础，经过一系列求解，最后根据下面的计算公式计算导热系数λ。室内测试仪器实物如图1所示。λ=q4T/tp(ddln)idD式中：q为单位长度的热流量，W/m2；Tid为热线温度，K；t为时间，s。图1导热系数测定仪1.2测试流程1）将待测液体样品（约200mL）置于温控箱中，将传感器垂直置于待测样品中。2）设置实验温度，启动温度控制系统实现冷却或加热。3）等温度达到实验温度时，先进行热平衡检测，待电压曲线平稳后开始测量，软件将自动采集并计算出待测液体的导热系数。2结果与分析借助导热系数测定仪（型号TC3100）对目前比较常用的5种常用盐（NaCl、KCl、CaCl2、NaCOOH、KCOOH）不同温度下的导热系数进行了室内评价，其具体结果和分析如下。2.1NaCl导热性能评价不同浓度NaCl水溶液（5%～30%）在不同温度下的导热系数变化曲线如图2所示。由图2可知，随着NaCl浓度的升高，其导热系数逐渐降低，这说明，高浓度的NaCl水溶液具有较低的导热性能；不同浓度NaCl水溶液曲线表现出相同的变化趋势，即随着温度的升高其导热系数呈增长趋势，且曲线4～20℃之间变化平缓，当温度超过20℃以后曲线的斜率大，增长速度快。图2不同温度、不同浓度NaCl水溶液导热系数曲线2.2KCl导热性能评价图3为不同温度下KCl水溶液的导热系数变化情况。从图3可以看出，KCl水溶液的导热系数随着温度的升?
将待测液体样品（约200mL）置于温控箱中，将传感器垂直置于待测样品中。2）设置实验温度，启动温度控制系统实现冷却或加热。3）等温度达到实验温度时，先进行热平衡检测，待电压曲线平稳后开始测量，软件将自动采集并计算出待测液体的导热系数。2结果与分析借助导热系数测定仪（型号TC3100）对目前比较常用的5种常用盐（NaCl、KCl、CaCl2、NaCOOH、KCOOH）不同温度下的导热系数进行了室内评价，其具体结果和分析如下。2.1NaCl导热性能评价不同浓度NaCl水溶液（5%～30%）在不同温度下的导热系数变化曲线如图2所示。由图2可知，随着NaCl浓度的升高，其导热系数逐渐降低，这说明，高浓度的NaCl水溶液具有较低的导热性能；不同浓度NaCl水溶液曲线表现出相同的变化趋势，即随着温度的升高其导热系数呈增长趋势，且曲线4～20℃之间变化平缓，当温度超过20℃以后曲线的斜率大，增长速度快。图2不同温度、不同浓度NaCl水溶液导热系数曲线2.2KCl导热性能评价图3为不同温度下KCl水溶液的导热系数变化情况。从图3可以看出，KCl水溶液的导热系数随着温度的升高而增大，相同温度下，导热系数随着浓度的升高而降低，曲线分为2段：前半段是缓慢增长段（4～20℃低温段），后半段为快速增长段（20～60℃中温段），而且当KCl的浓度每增长5%时，，各溶液导热系数的降低差值基本相同。图3不同温度、不同浓度KCl水溶液导热系数曲线2.3CaCl2导热性能评价室内测定不同浓度（10%～50%）的氯化钙水溶液在不同温度下的导热系数，实验结果如图4所示。结果表明，氯化钙水溶液的导热系数位于0.54～0.65W/（m·K）之间，当温度低于20℃时，
本文编号：2566333
【图文】：
第34卷第5期李怀科等：温度对盐水导热系数影响的实验研究551实验方法和测试流程1.1实验方法采用目前国际导热系数研究领域内公认的先进的瞬态热线法（TransientHotWire），该方法具有测试准确度高，速度快，样品用量少，操作简单，自动化程度高等特点[8-9]。瞬态热线法以无限大介质中的径向一维非稳态导热问题为理论基础，经过一系列求解，最后根据下面的计算公式计算导热系数λ。室内测试仪器实物如图1所示。λ=q4T/tp(ddln)idD式中：q为单位长度的热流量，W/m2；Tid为热线温度，K；t为时间，s。图1导热系数测定仪1.2测试流程1）将待测液体样品（约200mL）置于温控箱中，将传感器垂直置于待测样品中。2）设置实验温度，启动温度控制系统实现冷却或加热。3）等温度达到实验温度时，先进行热平衡检测，待电压曲线平稳后开始测量，软件将自动采集并计算出待测液体的导热系数。2结果与分析借助导热系数测定仪（型号TC3100）对目前比较常用的5种常用盐（NaCl、KCl、CaCl2、NaCOOH、KCOOH）不同温度下的导热系数进行了室内评价，其具体结果和分析如下。2.1NaCl导热性能评价不同浓度NaCl水溶液（5%～30%）在不同温度下的导热系数变化曲线如图2所示。由图2可知，随着NaCl浓度的升高，其导热系数逐渐降低，这说明，高浓度的NaCl水溶液具有较低的导热性能；不同浓度NaCl水溶液曲线表现出相同的变化趋势，即随着温度的升高其导热系数呈增长趋势，且曲线4～20℃之间变化平缓，当温度超过20℃以后曲线的斜率大，增长速度快。图2不同温度、不同浓度NaCl水溶液导热系数曲线2.2KCl导热性能评价图3为不同温度下KCl水溶液的导热系数变化情况。从图3可以看出，KCl水溶液的导热系数随着温度的升?
将待测液体样品（约200mL）置于温控箱中，将传感器垂直置于待测样品中。2）设置实验温度，启动温度控制系统实现冷却或加热。3）等温度达到实验温度时，先进行热平衡检测，待电压曲线平稳后开始测量，软件将自动采集并计算出待测液体的导热系数。2结果与分析借助导热系数测定仪（型号TC3100）对目前比较常用的5种常用盐（NaCl、KCl、CaCl2、NaCOOH、KCOOH）不同温度下的导热系数进行了室内评价，其具体结果和分析如下。2.1NaCl导热性能评价不同浓度NaCl水溶液（5%～30%）在不同温度下的导热系数变化曲线如图2所示。由图2可知，随着NaCl浓度的升高，其导热系数逐渐降低，这说明，高浓度的NaCl水溶液具有较低的导热性能；不同浓度NaCl水溶液曲线表现出相同的变化趋势，即随着温度的升高其导热系数呈增长趋势，且曲线4～20℃之间变化平缓，当温度超过20℃以后曲线的斜率大，增长速度快。图2不同温度、不同浓度NaCl水溶液导热系数曲线2.2KCl导热性能评价图3为不同温度下KCl水溶液的导热系数变化情况。从图3可以看出，KCl水溶液的导热系数随着温度的升高而增大，相同温度下，导热系数随着浓度的升高而降低，曲线分为2段：前半段是缓慢增长段（4～20℃低温段），后半段为快速增长段（20～60℃中温段），而且当KCl的浓度每增长5%时，，各溶液导热系数的降低差值基本相同。图3不同温度、不同浓度KCl水溶液导热系数曲线2.3CaCl2导热性能评价室内测定不同浓度（10%～50%）的氯化钙水溶液在不同温度下的导热系数，实验结果如图4所示。结果表明，氯化钙水溶液的导热系数位于0.54～0.65W/（m·K）之间，当温度低于20℃时，
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