土壤導(dǎo)熱系數(shù)測試研究
土壤的導(dǎo)熱系數(shù)研究,對(duì)于地源熱泵、土木工程熱工計(jì)算、軌道交通設(shè)計(jì)、野外地質(zhì)勘探、地震預(yù)測、水土資源保護(hù)等方面都具有非常重要的意義。土壤屬于多孔吸濕介質(zhì),在土壤的物性研究過程中首先保證其成分不會(huì)改變,才能真實(shí)反饋出土壤的物性參數(shù)。
土壤的含水量對(duì)于其導(dǎo)熱系數(shù)具有重要的影響(如下圖1所示)。因此,對(duì)于土壤導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,無論是現(xiàn)場測量還是取樣到實(shí)驗(yàn)室測量或在實(shí)驗(yàn)室制備目標(biāo)樣品,必須首先保證不能破壞其含水量,才能盡可能的獲得接近于真實(shí)環(huán)境下的土壤的導(dǎo)熱性能。
圖1:Bristow, K.L., 1998. Measurement of thermal properties and water content of unsaturated sandy soil using dual-probe heat-pulse probes. Agric. Forest. Meteorol. 89, 75–84
本公司自主研發(fā)的TC3000通用型導(dǎo)熱系數(shù)儀測量準(zhǔn)確快速,操作簡單,樣品要求低,無需更換探頭,適用于固體、液體、膠體、膏體、粉末、顆粒等多種形態(tài)材料的導(dǎo)熱系數(shù)測量。
本實(shí)驗(yàn)采用TC3000熱線法導(dǎo)熱系數(shù)儀,研究了不同組分土壤的導(dǎo)熱系數(shù)。
測試結(jié)果:
表1 土壤的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
從表一測試結(jié)果可以看出,純土的導(dǎo)熱系數(shù)最大,添加了淀粉的土塊,其導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)降低,且隨著添加量的增加,降幅增大,主要是因?yàn)榈矸圯^干燥,含水率低,所以相比于純土其導(dǎo)熱系數(shù)降低。