稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台

1、实验指导书 DRJ-1稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台上海实博实业有限公司全国统一服务电话：400-058-2358地址：上海市奉金路103号（交大产业园）电话:64048136 57436113 52457949DRJ-1稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台一、实验目的：巩固和深化稳定导热过程的基本理论。学习用平板法测定绝热材料导热系数的实验方法和技能。测定实验材料的导热系数。确定实验材料导热系数与温度的关系。二、实验原理：导热系数是表征材料导热能力的物理量。对于不同的材料，导热系数是各不相同的；对于同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度

2、等因素而变异。各种材料的导热系数都用实验方法来测定，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以实验，往往不能只在一种实验设备上进行。稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理 来测定导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定实验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的导热量Q和平板两面的温差t成正比，和平板的厚度成反比，以及和导热系数成正比的关系来设定的。我们知道，通过薄壁平板（壁厚小于十分之一壁长和壁宽）的稳定导热量为 测试时，如果将平板两面的温差t、平板厚度、垂直热流方向的导热面积F和通过平板的热流量Q测定以后，就可以根据下式得出导热系数

3、： (W/m) 由于本实验台采用的是双平板试件结构,其结构原理见图一，若Q为温度均匀的发热体传出的总热量，则：如果两层平板材料相同，面积相同，厚度1与2相等（1=2=），两边的冷却温度一样，则上式可改写为： 既： 在实际的制造过程中，由于工艺及材料等诸多因素的影响，与是不可能完全相等的，因此，在实验时我们可以将代入公式中进行计算。并且也用、两只温度传感器测量，将代入公式中进行计算。在不同的温度和温差条件下测出相应的值然后将值标在- 坐标图内，就可以得出-f（ ）的关系曲线。三、实验装置及测量仪表 平板法测定绝热材料导热系数的实验装置如附图所示。被实验材料作成二块方形薄壁平板试件，面积为300&

4、#215;300mm2 ，实际导热计算面积F为200×200mm2， 板的厚度为10mm。平板试件分别被夹紧在加热器与上下水套的冷面之间。加热器的上下面和水套与试件的接触面都设有导热性能好的金属板，以使温度均匀。利用薄壁式加热器实现对上下试件热面的加热，上下冷面的冷却是通过水套中循环冷却水来实现的。 在中间200×200mm 2 部位上安设的加热器为主加热器。为了使主加热器的热量能够全部单向通过上下两个试件，并被通过水套的冷水带走，在主加热器四周（即200×200mm 2 之外的四侧）设有辅助加热器和两个热电偶、，利用、与温度控制器使主加热器以外的四周保持与中间主

5、加热器的温度一致，以免热流量向旁侧散失。主加热器的热面温度、用、二个热电偶（埋设在铜板上）来测量；而在两个试件的冷面温度、则分别设置、二支热电偶。温度值通过自动巡检式温度数显表来进行测量。主加热器的电功率用数字电压表指示值与通过加热器的电流的乘积计算，即 。实验台主要参数 实验材料：塑料板 试件外型尺寸：300×300mm2 导热计算面积F：200×200mm2 （即主加热器的面积） 试件厚度 ：10mm 热电偶材料：铜-康铜 试件最高加热温度：80 四、实验方法和步骤旋转手轮使上部冷却水套、中间加热器、下部冷却水套分离，将两个平板试件安装在加热器的上下面，试件与金属板表面

6、应用酒精或丙酮擦净去污，使之严密接触，不存在空隙。在试件安装入位以后，反向旋转手轮使上部冷却水套、中间加热器、下部冷却水套与试件紧密接触后，施加一定的压力。 检查各接线电路。加水至水箱的2/3高度。检查冷却水水泵及其通道是否正常工作。各热电偶是否正常完好。 接通加热器电源，将主温控制器与辅温控制器上标有测量、设定的小开关推下，用小螺丝刀旋转标有设定的内藏螺钉，并注意观察温控数字指示，调至所需温度以后，将测量设定小开关回复原位。旋转调压器旋钮，调整电压到40V至50V左右（仪表自行巡检主加热器和辅助加热器的的加热电压，根据指示灯测读），开始加温，在加温过程中，可通过各测温点的显示来了解加热情况：

7、当控制箱面板上部的代表不同热电偶的指示灯亮时就检测的是该热电偶的温度。实验经过一段时间以后，试件的热面温度和冷面温度开始趋于稳定。在这过程中可以适当调节主加热器电源、辅加热器电源的电压，使其更快或更便于达到稳定状态。待温度基本稳定后，就可以每隔一段时间进行一次电功率W计算和温度测量，从而得到稳定的测试结果。 一个工况实验结束后，可以将设备调整到另一工况，按以上方法，重新设定主温控器及辅温控器温度控制值，并且调节主加热器功率后，再按上述方法进行测试，得到另一工况的稳定测试结果。每次调节一般在510V为宜。 根据实验要求，进行多工况的测试。（工况以从低温到高温为宜）测试结束后先切断加热器电源，经过10分钟左右再关闭水泵。注意：当温度控制切断加热电源后，电压表的指示将显示220V,