导热系数的测定.ppt

1、实验4导热率的测定，前言实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项问题和讨论，导热率(导热率)是反映材料导热性能的重要残奥仪，科学实验和工程技术都涉及该残奥仪。 材料按导热性能分为良导体和不良导体，通常导电材料的大部分是热的良导体。 导热率的测定大致分为稳态法和动态法。 稳态平板法是测定不良导体导热率的一般方法，也可以测定良导体的导热率。 本实验采用稳态平板法测定了材料的导热系数。 前言、实验目的、1、了解导热的基本规律，掌握稳态平板法测定材料导热率的方法。 2 .利用物体的散热速度求出传热速度。 3 .学习用热电偶测量温度。 1 .热传导法则物体内部各处的温度不均匀时，热从温度高的地方传导到温

2、度低的地方的现象称为热传导现象。 傅立叶若：热向x方向传递，则在x轴上的任意位置x0取垂直截面s (图)，若表示x处的温度梯度，则在时间t内通过截面积s传递的热q是实验原理，这是傅立叶热传导的规律。 式中的负符号表示热从高温区域向低稳定区域传递(即，传递的方向与温度梯度的方向相反)。 式中的比例系数是热传导率，当每单位长度的两平面的温度差为一个单位时，表示在单位时间内通过单位面积传递的热量，单位为瓦米-1on-1 (WM-1 k-1 )。 2 .用稳态法测定传热速度，被测定样品的上下表面与发热盘和散热盘紧密接触，热量从发热盘通过样品上表面传递，从样品下表面向散热盘散热。 如图所示，在测定样品的

3、热传导率的实验装置中，在样品的上下表面温度均匀分布、样品盘的厚度h1不能忽略样品侧面的散热的影响的情况下，傅立叶热传导的规律是：当T1、T2稳定时，通过样品的热传导率与向黄铜盘的侧面和下表面的散热率相同式中为样品的传热速度、黄铜盘的散热速度，T10、T20为热稳定样品上下面温度。 由此可知，如果求出热稳定时黄铜盘的散热速度，则可求出样品的热传导率。黄铜盘的散热速度：式中，k为黄铜散热盘的冷却速度，m为黄铜盘质量，c为黄铜比热(c=3.77102J/kgk )。 中的组合图层性质变更选项。 样品的导热系数，d是样品盘的直径。 3、散热盘冷却速度的定义是每单位时间的温度变化量，与材料、表面状况、周

4、围环境的温度差有关。 本实验中的k是稳定状态(T=T20 )下的冷却速度，测定方法是在测定T10、T20之后，拔出样品盘，使发热盘和散热盘直接接触，使散热盘的温度比T20高，进行冷却，测定T-t变化关系，制作冷却曲线。 求出T=T20时的切线斜率k (即冷却速度)。 注意：测量冷却速度时，散热板的散热环境必须与稳定温度T10、T20时相同。 散热面积不同时进行修正。 实验机器、游标卡尺物理天平测试样品：硬铝、橡胶盘、FD-TC-型热传导率测定器、机器概要、固定在底座上的微螺旋头支撑散热圆铜盘，在散热盘上放置被测定圆柱或盘样品，在样品上再放置一个用插入加热圆盘、散热铜盘深孔的热电偶测定样品上下面

5、的维持温度T1、t、T1、t的值(热电偶接数字电压修正)，将热电偶冷端浸入杜瓦瓶的冰水混合物中，用单刀双投开关变换热电偶的测定电路。 数字电压修正是为了测量温差电动势而使用的。 用游标卡尺测定被测定样品和散热盘的直径d和高度h。 2 .用物理天平测量平衡散热盘的质量m。 3 .安装、调整实验装置整体。 (1)将样品盘放置在散热盘和发热盘之间，进行调节，使得样品盘的上下两面与散热盘和发热盘紧贴。(2)将铜-康铜热电偶的热端插入散热盘和发热盘侧面的小孔，保证热电偶的热端和铜盘的接触良好。 热电偶的冷端插入杜瓦瓶的冰水混合物中。 测定实验内容、4、稳定时的样盘的上下两面的温度T1和T2。 打开发热主

6、板上的电源电压220V，然后打开冷却风扇。 当发热盘的温度达到4.00mV时，开关可切换为110V级，每隔3min记录发热盘和散热盘的温度值(数字电压校正的读取值)。 如果发热盘和散热盘的温度连续10min恒定(电压修正的读取结束位数相差1 2 )，则认为已达到热稳定状态。 记录此时的数字电压补正的读取值，调查对应的温度T1和T2。 5、测量散热盘的冷却速度。 取出样品，使发热盘和散热盘直接接触，加热。 散热盘的温度比稳定时的T2高约20 (电压修正的读取值增加约0.8mV )时，停止加热，去除加热盘，复盖原样盘，用风扇冷却散热盘，立即每30s记录散热盘的温度值，电压修正的读取值比稳定时低约0.5mV 以时间为x轴、温度为y轴制作散热盘的冷却曲线，画出通过冷却曲线上T2点的切线，其斜率为温度T2时的散热盘的冷却速度。数据处理、1、根据、修正运算及其不确定度，正确表示结果。 2 .通过将所测量样本的标准值与0进行比较，校正百分比误差。 1、热电偶的导线很细，使用时请注意不要折断。 2 .热电偶的测温点必须与被测量物的接触良好。 3 .放冰的时候，请小心轻放，不要打碎杜瓦瓶。 4 .实验中加热板、样品、散热板等温度较高，注意烫伤。 5 .测量冷却速度时，卸下发热盘后，要牢固地固定在机架上，以免在实验中下降引起事故。 注意事项1、求冷却速度时