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含硼炉渣导热系数的测定与研究

2014-04-27李学飞李世芳张银银许洪峰战洪仁寇丽萍

科技视界 2014年8期

李学飞 李世芳 张银银 许洪峰 战洪仁 寇丽萍

(沈阳化工大学 能源与动力工程学院,辽宁 沈阳110142)

0 引言

含硼炉渣是将铁硼分离后得到的含有硼的高炉渣称为含硼硼渣。这种高温下得到的炉渣活性低,不宜作化工原料,导致大量资源被浪费。含硼炉渣的导热系数是控制含硼炉渣活性的关键参数。并且,含硼炉渣属于硅酸盐体系,通过其导热系数的测定,可以提供硅酸盐体系微观结构和相互作用的有用信息,有助于了解硅酸盐体系导热机理和发展硅酸盐体系理论。

目前,关于含硼渣导热系数热物性参数尚没有报道。本文根据线热源导热原理设计了瞬态热线法实验装置,并对含硼炉渣导热系数进行了测试研究,获得了含硼炉渣导热系数与温度的关系,研究了组成对导热系数的影响。为含硼炉渣应用提供了可靠的数据。

1 测量原理与装置

1.1 瞬态热线法测量原理

瞬态热线法的理论基础是无限大导热体内有一线热源在径向的一维非稳态导热[7-8]。将一根具有无限大导热系数及热容量可近似为零的无限长线源,竖直插入试件物体中间。试件和线热源在初始温度为T0时处于热平衡。然后通电加热,热量完全从线源传递给试件,在被测试件中形成了以热导线为轴心的长圆柱体瞬态温度场。发热线连续发热τ秒后,距离热线源r处的试件温升为ΔT(r,τ),则过余温度为θ(r,τ)=ΔT(r,τ)=T(r,τ)-T0(r,0),则试件内导热微分方程为[9]:

其中:a为热扩散率,m2/s;q为发热线单位时间内单位长度上的发热量,W/m;……

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