低温下不锈钢导热系数的测量

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1、低温与超导低温技术Cryo．＆Supercond．第38卷第2期CryogenicsVo1．38No．2低温下不锈钢导热系数的测量葛琪林，柳建华，张良，吴若菲(上海理工大学动力工程学院，上海200093)摘要：在低温条件下利用稳态纵向热流法测量了制造低温阀门常用的316L不锈钢和17—4PH不锈钢的导热系数，通过实验表明两者的导热系数与316不锈钢的导热系数十分接近。关键词：低温；316L；不锈钢；17—4PH；不锈钢；导热系数MeasuringthethermalconductivityofstainlesssteelatlowtemperatureGeQilin，Liu

2、Jianhua，ZhangLiang，WuRuofei(CollegeofPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Measuringthethermalconductivityofstainlesssteel316Land17—4PHthatareusedtomanufacturetheeryo—genicvalvesatlowtemperaturebysteadyverticalheatconducting．Theresuhofth

3、eexperimentshowedthatthethermaleondue-tivitiesofthetwokindsofstainlesssteelsareverysimilartothatofstainlesssteel316．Keywords：Lowtemperature，Stainlesssteel，316L，Stainlesssteel，17—4PH，Thermalconductivity1前言所使用的316L以及17—4PH不锈钢的导热系数进行测量。由于316L和17—4PH不锈钢在低温条件下的导热系数在以往的文献中未曾见过，本文现代科技与工业的发展使得低温系统

4、应用场通过测量得到两种不锈钢在低温条件下的导热系合和使用规模日益增大，低温下材料的物理、力学数也可以给低温阀门的设计者以一定的参考。性能与常温下的相比有较大的差别，而作为低温系统中常用部件——低温阀门则会直接影响到整2实验原理简介个系统的运行情况。而且由于低温阀门工作条件苛刻，其工作介质大部分为易燃、易爆、渗透性强导热系数的测量采用稳态纵向热流法测量，的物质，最低工作温度可达一269％，最高使用压其测试原理如图1所示。力达10MPa。因此，低温阀门的设计、制造、检验试件材料为316L不锈钢和17—4PH不锈与通用阀门相比就有很大的区别。如果低温阀门钢，试件为圆柱形，长度为1

5、25ram，直径为20mm。的设计不合理或选材不当，就有可能影响阀门的试件测点1和测点2所在两截面之间的距离长度强度和使用寿命，甚至出现脆性断裂造成灾难性(测点1)为55mm，试件测点3用来测量电加热丝重大事故。因此为了保证阀门在低温下安全可靠的温度。试件一端通过螺纹连接固定在高度真空的运行，设计者就必须对阀门材料的传热学性能的试验装置的法兰端盖中央，法兰端盖中央为通及机械性能有所了解。而且由于工艺水平以及其孔，试件的固定端通过通孔与浸泡实验装置的介他诸多因素的存在，使得阀门材料的传热学性能质接触。试件外罩防热辐射的加热辐射屏，试件与机械性能往往与查表所得的理论值有一定的出

6、处于试验装置的辐射屏内。安装妥当后，将试验入。在这种情况下，对阀门材料的传热学性能及装置置于装有液氮的杜瓦瓶中，液氮完全浸没试机械性能的测量就显得尤为重要。而本文的目验装置，所以固定试件一端的温度恒为液氮饱和的，就是通过自行设计的实验装置，对低温阀门中温度(一196oC)。试件的另一端通过电加热丝提收稿日期：2009—12—11作者简介：葛琪林(1985一)，男，硕士研究生，主要研究方向为制冷与低温工程。第2期低温技术Cryogenics·3l·供的热量来改变温度。连接电加热丝的电引线一3实验设备简介端连接在不锈钢法兰上，用不锈钢法兰代替热沉来吸收外界通过电引线漏入的热量。

7、加热辐射屏由于本实验装置要长期浸泡在液氮中，所以是为了减少试件与装置之间的辐射换热，防辐射不锈钢法兰选用低温下常用的304不锈钢制作。屏则通过尼龙绳与吊环联接，尼龙在液氮温度下不锈钢法兰的密封采用螺栓与密封垫圈相结合的的热导率最小，很适合用于隔热支撑。防辐射屏方式密封，密封垫圈使用普通的保险丝绕制而成。的材料为铜，辐射屏表面通过电加热以减小辐射温度传感器采用PT100铂电阻，并且在常温与液屏表面与试件表面之间的温差，从而减少辐射漏氮温度间进行过标定。数据采集仪采用Agilent热。高真空绝热加上防辐射换热处理，可以