土壤的热物性是地源热泵地理管换热器的一项重要设计依据,其中导热系数是土壤热物性最重要的参数之一。土壤导热系数的研究,对于地源热泵、土木工程热工计算、轨道交通设计、野外地质勘探、水土资源保护等有具有重要意义。土壤的含水率对其导热系数具有重要的影响,如图所示:
由此可见,对于土壤导热系数的测试研究,无论是现场测量还是取样回实验室测量或在实验室中制备样品,必须保证不能破坏其含水量,才有可能获得接近真实使用环境下的土壤的导热性能。
土壤的特殊性意味着测试过程中必须不能破坏样品,对样品要求尽可能的小,针对这种要求,基于TPS原理的瞬态平面热源法导热仪就显得尤为适合。
测试仪器:HCDR-S瞬态平面热源法导热仪
测试方法如图所示:
只需准备两块相同的样品,把探头夹在中间即可,测试过程不会对样品进行破坏。并且可以快速准确的测量。
测试结果如图所示:
结论分析:由实验可见,在样品形状差不多的情况之下,在室温情况下,土壤的导热系数随含水率的增加而变大。
PS:土壤的导热系数不光跟含水率有关,其自身的密度,土壤之间的孔径,环境温度等都有影响。
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