土壤导热系数测试研究

土壤导热系数测试研究

土壤的导热系数研究,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、地震预测、水土资源保护等方面都具有非常重要的意义。土壤属于多孔吸湿介质,在土壤的物性研究过程中首先保证其成分不会改变,才能真实反馈出土壤的物性参数。

土壤的含水量对于其导热系数具有重要的影响(如下图1所示)。因此,对于土壤导热系数的实验研究,无论是现场测量还是取样到实验室测量或在实验室制备目标样品,必须首先保证不能破坏其含水量,才能尽可能的获得接近于真实环境下的土壤的导热性能。

图1:Bristow,K.L., 1998. Measurement of thermal properties and water content of unsaturatedsandy soil using dual-probe heat-pulse probes. Agric. Forest. Meteorol. 89, 75–84

本公司自主研发的TC3000通用型导热系数仪测量准确快速,操作简单,样品要求低,无需更换探头,适用于固体、液体、胶体、膏体、粉末、颗粒等多种形态材料的导热系数测量。

本实验采用TC3000热线法导热系数仪,研究了不同组分土壤的导热系数。

测试结果:

表1 土壤的导热系数实验数据

从表一测试结果可以看出,纯土的导热系数最大,添加了淀粉的土块,其导热系数会降低,且随着添加量的增加,降幅增大,主要是因为淀粉较干燥,含水率低,所以相比于纯土其导热系数降低。