[发明专利]综合表征流体材料热输运性质的方法及装置

权利要求书

1.一种综合表征流体材料热输运性质的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将弯曲成弧形的测试线沉浸在被测流体材料中；

在所述被测流体材料的外部施加均匀磁场；以及

通入频率连续变化的交变电流至所述测试线，以根据当前所处频率段获取所述被测流体材料的粘性系数、热导率或热扩散率，其中，所述根据当前所处频率段获取所述被测流体材料的粘性系数、热导率或热扩散率，进一步包括：在所述当前所处频率段小于第一预设频率段时，根据测试线感应电动势随频率的变化关系得到所述被测流体材料的粘性系数；在所述当前所处频率段大于第二预设频率段时，根据测试线温度随时间的变化关系就获取所述被测流体材料的热导率和热扩散率。

2.根据权利要求1所述的综合表征流体材料热输运性质的方法，其特征在于，其中，通过以下公式反解得到所述粘性系数：

其中，2δ是曲线半峰宽，Qvac是测试线的质量因子，ω是频率，ρ_w为测试线密度，k为由m定义的函数，ρ_s为周围流体样品的密度，m与测试线半径、样品密度和粘度相关。

3.根据权利要求1或2所述的综合表征流体材料热输运性质的方法，其特征在于，通过以下公式得到所述热导率：

其中，q_v为测试线单位体积上的电功率，A为无量纲化数值模拟后得到的无量纲温度和对数傅里叶数的曲线线性关系的斜率，a为实验测得的实际温升和对数时间曲线线性关系的斜率，r0为测试线1半径，V为测试线1两端电压，I为通过测试线1的电流，l为测试线长度。

4.根据权利要求3所述的综合表征流体材料热输运性质的方法，其特征在于，通过以下公式得到所述热扩散率：

其中，B为无量纲化数值模拟后得到的无量纲温度和对数傅里叶数的曲线线性关系的截距，b为实际测量测试线1温升随时间取对数变化关系曲线的截距。

5.一种综合表征流体材料热输运性质的装置，其特征在于，包括：

沉浸模块，用于将弯曲成弧形的测试线沉浸在被测流体材料中；

磁场施加模块，用于在所述被测流体材料的外部施加均匀磁场；以及

测量模块，用于通入频率连续变化的交变电流至所述测试线，以根据当前所处频率段获取所述被测流体材料的粘性系数、热导率或热扩散率，其中，所述测量模块进一步用于在所述当前所处频率段小于第一预设频率段时，根据测试线感应电动势随频率的变化关系得到所述被测流体材料的粘性系数，并在所述当前所处频率段大于第二预设频率段时，根据测试线温度随时间的变化关系就获取所述被测流体材料的热导率和热扩散率。

6.根据权利要求5所述的综合表征流体材料热输运性质的装置，其特征在于，其中，通过以下公式反解得到所述粘性系数：

其中，2δ是曲线半峰宽，Qvac是测试线的质量因子，ω是频率，ρw为测试线密度，k为由m定义的函数，ρ_s为周围流体样品的密度，m与测试线半径、样品密度和粘度相关。

7.根据权利要求5或6所述的综合表征流体材料热输运性质的装置，其特征在于，通过以下公式得到所述热导率：

其中，q_v为测试线单位体积上的电功率，A为无量纲化数值模拟后得到的无量纲温度和对数傅里叶数的曲线线性关系的斜率，a为实验测得的实际温升和对数时间曲线线性关系的斜率，r0为测试线1半径，V为测试线1两端电压，I为通过测试线1的电流，l为测试线长度。

8.根据权利要求7所述的综合表征流体材料热输运性质的装置，其特征在于，通过以下公式得到所述热扩散率：

其中，B为无量纲化数值模拟后得到的无量纲温度和对数傅里叶数的曲线线性关系的截距，b为实际测量测试线1温升随时间取对数变化关系曲线的截距。