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考虑到传统的热线法测量液体导热系数的过程易引起自然对流以及有效测试时间短等问题，采用基于谐波探测的3ω方法测量纳米流体的导热系数。研究了频域内热波的规律以及与液体热参数之间的关联特性。设计了3ω测试系统，测试了不同浓度和不同温度下TiO2纳米流体的导热系数，与文献中的测试结果进行了对比。测试的热波信号较好地满足频域内的导热方程,说明可以减弱流体的微对流作用。采用Koo的布朗运动模型和Ren的微对流模型预测了纳米流体的导热系数。实验结果和理论分析说明，随温度增加，纳米颗粒流体的导热系数明显增大，纳米颗粒的布朗运动所引起周围基液的微对流作用是纳米流体增强传热的重要机理。利用该测试方法可以快速而准确测量工业中高温、高压和具有一定腐蚀性液体的导热系数和热容。