热流密度的传统测量方法是应用热传导的傅里叶定律 q =-λ ( ΔT/Δx)，这种方法的缺陷是在实际测量时很

难做到流过测量探头的热流与流过被测物体其它部分的热流相同，有时测量误差非常大，同时干扰因素多、干扰作用大，需要进行多项的修正和补偿，测量的准确度较低，因此传统测量方法无法满足许多工业测量与控制中对热流密度准确计量的要求。针对高温超导实验中管道壁面热流密度的精确测量问题，基于对流换热反问题的求解，提出了一种简明、通用的测量管道壁面稳态热流的新方法，并从数值模拟实验上分析了测量误差对热流密度估算的影响。

壁面热流测量原理

考虑常物性流体(如机油)流过平行平板管道的层流受迫对流情况，流体速度边界层已充分发展，而热边界层正在发展中。其中管道的一个壁面受到随空间变化的热流，而另一壁面为绝热。流体进入管道的初始温度为T₀。平行平板管道的几何形状如图1所示，L为平行平板管道间距，b为所测管道某段长度。

壁面热流结果分析

在测得管道内壁附近温度分布的情况下，利用共轭梯度法求解二维对流换热反问题，可以估算出管道壁面的热流密度。应用正问题的计算结果加上一个误差，模拟实测的温度数据，作为反问题的求解条件，热流密度的估算值与精确解吻合较好。模拟采用的算法收敛速度快，比较适用于相应的仪器仪表设计中的编程。