探针有限特性对热脉冲技术测定土壤热特性的影响

• 作者: 付永威 任图生 卢奕丽
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 热传递 含水率 土壤热特性 热脉冲技术 探针有限特性
• 年，卷（期）: 2014,（19）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 71-77
• 页数: 7页
• 分类号: S152.8
• 字数: 5596字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.19.009

摘要

在利用热脉冲方法测定热特性时，通常对探针形状做理想化处理，即假设探针为线性热源，热导率无限大而热容量为零。在实际应用中，探针本身的有限特性（有限半径以及有限热容量）会导致热特性测定误差。为了研究探针有限特性对热脉冲技术测定土壤热特性的影响，该研究采用改进的热脉冲探针（直径2 mm、长度40 mm、间距8 mm）测定土壤热特性，并分别使用PILS（pulsed infinite line source，无限长线性脉冲热源）和ICPC （identical cylindrical perfect conductors，近似圆柱形完美导体）2种理论估计土壤热特性，比较分析了探针有限特性对热脉冲技术测定热特性结果的影响。结果表明：1）与PILS理论相比，利用ICPC理论拟合得到的温度升高曲线，可以有效减少探针有限半径和热容量对土壤热特性测定结果的影响。与 ICPC 理论相比，在0.03～0.25 m3/m3的含水率范围内，用PILS理论得到的砂土热扩散率和热导率分别偏低11.8%和5.2%；与模拟热容量相比，PILS和ICPC理论分别将热容量高估16.1%和7.9%；2）探针有限特性对土壤热特性的影响与含水率有关：在干土上最大；随着土壤含水率的增加，其影响逐渐降低。该研究对提高热脉冲技术测定土壤热特性的准确性具有指导意义。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	任图生	中国农业大学土壤与水科学系	19	427	9.0	19.0
2	卢奕丽	中国农业大学土壤与水科学系	3	16	3.0	3.0
3	付永威	中国农业大学土壤与水科学系	1	7	1.0	1.0