The end-effect error in the determination of thermal conductivity using a hot-wire apparatus

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1986, Vol.29 (3), p.463-473
• Main Author: Knibbe, P.G.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Condensed matter: structure, mechanical and thermal properties; Exact sciences and technology; Physics; Thermal properties of condensed matter
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(86)90215-2

Most thermal conductivity measuring instruments based on the transient line source technique make provision for compensating for the end-effect in a practical manner. A theoretical analysis shows that the error caused by the end-effect can be kept very small, so that it is not always necessary to correct for this in a practical manner. An upper limit for the error is derived. In the analysis a distinction is made between the conductive and the convective end-effects; in the first part of the measurement the conductive effect dominates, but its influence is rapidly overtaken by that of the convective effect. La plupart des instruments de mesure de conductivité thermique basés sur la technique de la source rectiligne fournit une manière pratique de compensation de l'effet de bout. Une analyse théorique montre que l'erreur peut être rendue très petite, si bien qu'il n'est pas toujours nécessaire de procéder à une correction de façon pratique. On donne une limite supérieure pour cette erreur. Dans cette analyse, on fait une distinction entre les effets de bout conductif et con vectif; dans le première partie de la mesure l'effet conductif domine, mais son influence est rapidement dépassée par celle de l'effet convectif. Bei den meisten Geräten zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit, die auf der instationären Hitzdraht-Technik basieren, wird der auftretende End-Effekt praktisch berücksichtigt. Eine theoretische Untersuchung zeigt, daβ der durch den End-Effekt verursachte Fehler sehr klein gehalten werden kann, so daβ es im praktischen Fall nicht immer erforderlich ist, eine Korrektur vorzunehmen. Eine obere Grenze für den Fehler wird hergeleitet. In der Untersuchung wird unterschieden zwischen dem konduktiven und dem konvektiven End-Effekt. Im ersten Teil einer Messung überwiegt der konduktive Effekt, aber sein Einfluβ wird schnell durch den konvektiven Effekt überdeckt. B бoльщинcтвe ycтAнoвoк для измepeния тeплoпpoвoднocти, иcпoльзyющич нecтAциoнApныи линeйный иcтoчник, нpeдycмoтpeнA пpAктичecкAя кoмпeнcAция кoнцeвыч эффeктoв. Teopeтичecкий AнAлиз пoкAзывAeт, чтo пoгpeщнocть, вызвAннAя этим эффeктoм, мoжeт быть oчeнь мAлA, тAк чтo нe вceгдA ee нyжнo кoppeктиpoвAть в пpAктичecкич цeляч. ycтAнoвлeн вepчний пpeдeл пoгpeщнocти. Пpи AнAлизe oтдeльнo нccлeдyютcя кoнцeвыe пoтepи из-зA кoивeкции и тeплoпpoвoднocти: иA пepвoй cтAдни измepeния пpeoблAдAeт кoндyктивный эффeкт, в дAльнeйщeм пoдAвляющим cтAнoвнтcя кoнвeqkтивный.