什么是热逸散率？跟热导率有何异同？

热逸散率 (Thermal Effusivity)，又称为热浸透率，也有中文称为蓄热系数，它是一种用来描述蓄热、散热能力的单位。

• 热逸散率可以用来描述两种不同材质，在相互接触时的热传递状况。当两种材料的热逸散率完全相同的时候，两者间的热扩散行为，就像没有接面的同一个物体。热导率则是描述某单位截面、长度的材料，在单位温差下传递热量的能力。
• 关于热逸散率 (Thermal Effusivity)，最简单的例子，便是人体的皮肤。当皮肤接触到不同的材料，一段时间后，会有不同的感觉。例如：将手放在公园的金属扶手上会觉得凉，放在棉布会渐渐觉得温暖。以热逸散率来评估的话，可以说金属有比较高的热逸散率，而棉布的热逸散率低。从蓄热材质、隔热材料的角度来看，热逸散率能够更清楚描述材质蓄热或隔热的实际能力。因此，ASTM D7984 定义了测试布料蓄热、散热能力的量测标准为机能性布料的性能量测，提供了更科学的方法。
• 传统的热传导仪，需要将测量结果，经过一些换算，才能得到热逸散率，甚至热传导率也需要从量测出来的热阻数值，透过已知的密度、比热容等参数计算而来。而且，这些传统的热传导仪，通常需要很长的测量时间。

皮革和布料热逸散率

在汽车内饰方面，有几种不同的座椅材料可供选择。真皮通常出现在更昂贵的汽车中，因为它比简单的布座椅更有吸引力，但它也更容易受温度变化的影响。夏天坐在晒过太阳的汽车真皮座椅上会很不舒服，冬天坐进汽车也是如此。在某些月份使用布座椅套可能有助于确保汽车座椅尽可能舒适。

实验设备MP-2

MP-2是一种先进的仪器，它具有独特可选的瞬态热导率传感器，适用于各种应用，重点是初级测量。瞬态热导率传感器具有相似的工作原理，使用恒流源 （q） 加热传感器导线，并通过监测导线电阻变化（THW 和 EFF）或通过电阻温度检测器装置 （TLS） 记录温升。对于高热导率的样品，电阻随时间增加的速度较慢；对于热导率低的样品，电阻随时间增加的速度较。MP-2 可自动检测所连接的传感器并加载相应的测试参数,测量可通过智能嵌入式软件轻松完成，并可通过随附的 Windows程序软件传输到计算机。

 TPS-EFF 传感器

1. TPS-EFF 是一款用于纺织品、织物和固体的便携式热传导率测量仪，符合 ASTM D7984-16 标准，是国际公认的测试标准。该传感器的热逸散率测量范围为 35 至 1700 (W√s/m2K)，温度范围为 -10 ºC 至 50 ºC。单次测量的持续时间可设置为 2 秒或 10 秒。TPS-EFF 的测量精度为 5%，重复性为 2%，是测量纺织品、织物和固体热效率的高精度仪器。
2. 在非固体样品中，热量传递的方式不仅仅是热传导。当样品中存在对流和辐射等其他传热机制时，热导率比热传导率更合适。因此，在这些测量中，使用热逸散率比热导率更合适。
3. 热逸散率最典型的测量方法是预测材料的 "凉爽 "或 "温暖 "程度。它与材料的密度、热导率和比热容成平方根比例关系。由热导率和比热容值较高的材料制成的高密度样品具有较高的热逸散率，反之亦然。根据不同的情况，人们可能希望材料有热或冷的感觉，从而给使用者带来舒适感。例如，用户希望冬衣在寒冷天气中感觉温暖，或汽车内饰在夏天感觉凉爽。

测试过程

1. 在四个不同温度点（-10°C、5°C、20°C 和 35°C，）使用 TPS-EFF（瞬态平面源-蓄热系数（effusivity）测量了皮革和布料蓄热系数/吸热（W√s/m ² K），以确定温度蓄热系数的影响。
2. Lexan 用作对照材料，由于其光滑且均匀，预计在不同温度点上热效率不会有太大变化。
3. 测试时间分别为 2 秒和 10 秒，以模拟较短和较长的接触时间，从而确定材料初次接触时的感觉，以及 TPS-EFF 产生的热浪穿透样品后的感觉。与布质座椅套相比，预计皮革在各温度点上的波峰值范围更大。因此，在某些季节，客户可能会选择在真皮座椅上套上布座椅套，以避免汽车座椅在极热或极冷的情况下感到不舒服。

 a 皮革；b lexan（对照材料） c 座椅套布。

TPS-EFF 传感器面朝上，样品放在其上，上面放一个约 600 克的黄铜砝码，以确保传感器和样品之间充分接触。

实验结果

在一定温度范围内使用 TPS-EFF 测量Lexan 、皮革和布料的结果

每个测试样品的蓄热系数都随温度升高而增加。皮革的蓄热系数值范围最大，而布的蓄热系数值范围最小。这意味着，与布座椅套相比，皮革座椅在凉爽的天气里会感觉更冷，而在温暖的天气里会感觉更热。对于承受极端温度的汽车座椅来说，较低膨胀率的材料会更舒适，因为它能减少材料和使用者之间的温差造成的温度冲击。

TPS-EFF 的测量精度为 5%，重复性为 2%，是测量纺织品、织物和固体热效率的高精度仪器