測(cè)定氣體導(dǎo)熱系數(shù)

1、測(cè)定氣體與熱系數(shù)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? .掌握低真空系統(tǒng)的基本操作方法，學(xué)會(huì)正確使用數(shù)顯式 電子真空計(jì)。2 .掌握用熱線法測(cè)定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的基本原理和正確方法。3 .學(xué)習(xí)應(yīng)用“線性回歸”和“外推法”對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理?！緦?shí)驗(yàn)原理】1 .“熱線法”測(cè)量氣體導(dǎo)熱系數(shù)的原理1）穩(wěn)定溫度場(chǎng)的建立進(jìn)氣口出氣口由于Ti>T2,容器中的待測(cè)氣體必然形成一個(gè)沿徑向分布的 溫度梯度，由于熱傳導(dǎo)，鴇絲溫度下降，本實(shí)驗(yàn)用熱線恒溫 自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)維持鴇絲溫度恒為T1O這樣，每秒鐘由于氣體熱傳導(dǎo)所耗散的熱量就等于維持鴇絲的溫度恒為T1時(shí)所消耗的電功率，從而維持測(cè)量室中溫度梯度穩(wěn)定。故通過(guò)測(cè) 量鴇絲消耗的電功率來(lái)算由單位

2、時(shí)間內(nèi)熱傳導(dǎo)的熱量。2）由付里葉定律推導(dǎo)氣體導(dǎo)熱系數(shù)XT3 7Q = - K xAS*= - drdr0= -Zx2rfdrY0乂.心"-2叫；dT2 鬲Ef五一心）Q加必& = 1 12對(duì)71 一衛(wèi)K即氣體導(dǎo)熱系數(shù)。其中 1 = 19.5 cm , r i = 0.0095 mm, r 2 =7.5 mm . T2近似等于室溫，關(guān)鍵在于Q與Ti怎么測(cè)定。2） Q與Ti的測(cè)定每秒鐘通過(guò)氣體圓柱面?zhèn)鬏數(shù)臒崃縌等于鴇絲所耗散的電功率，即Q = W = UI(R - Ro)Ti二273對(duì)于一定長(zhǎng)度為1的鴇絲而言，其電阻值與溫度的關(guān)系為:RoRo=37.2 Q ,是零 度時(shí) 的電阻

3、值；R=U/I為實(shí)驗(yàn)測(cè)量-3 _ _1 =5.1 10 C2.二項(xiàng)修正1）熱輻射以及聯(lián)接鴇絲兩端的電極棒的傳熱損失的修正 郎虐中=U中X工空贏=部一部威登=U7U”與冊(cè)=（取-畋 QxL2 = 3 - 4x%）xL22）測(cè)量在低氣壓（133.3帕1333帕）條件下進(jìn)行，低氣壓氣體導(dǎo)熱系數(shù) K低與壓強(qiáng)P下導(dǎo)熱系數(shù)之間的關(guān)系:=+P K中的K低和K可以用Q低和Q來(lái)代替3.作圖法外推求Q以1/P為橫坐標(biāo)，1/Q低為縱坐標(biāo)作圖，所得到的實(shí)驗(yàn)曲線將近似為一直線，此0直線在縱坐標(biāo)上的截距即為1/Q外推法求Q【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1. 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置,選擇合適的熱線溫度測(cè)量室真空計(jì)干燥塔v,6三通I1. 2接通二對(duì)系統(tǒng)

4、抽氣1. 3接通：真空泵通大氣1：停止抽氣三通II4、5接通：針閥控制微量進(jìn)氣4. 6接通：系統(tǒng)通大氣4:進(jìn)氣關(guān)閉1）對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置圖熟悉氣體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的基本結(jié)構(gòu)，特別注意三通I和三通n的旋轉(zhuǎn)操作。2）校準(zhǔn)電子真空計(jì)。3）調(diào)節(jié)熱線的恒溫溫度Ti （鴇絲電阻值為 90100Q左右）2.測(cè)量鴇絲熱輻射與電極棒傳熱耗散的電功率W真空1）預(yù)抽真空2）測(cè)量W 真空在真空度約0.1333 帕 （或10-3 乇）時(shí)測(cè)出熱線兩端的電壓U真空 及流過(guò)它的電流I 真空 ，通過(guò)計(jì)算得W 真空。3測(cè)量干燥空氣的導(dǎo)熱系數(shù)在133.31333帕范圍內(nèi)測(cè)由不同氣壓P時(shí)，鴇絲兩端的電壓Up及流經(jīng)鴇絲的電流Ip。把所有數(shù)據(jù)記

5、錄到表格中。注意事項(xiàng)：1. 為了避免真空泵回油，實(shí)驗(yàn)中或?qū)嶒?yàn)結(jié)束時(shí)，當(dāng)真空泵停機(jī)時(shí)，都要使其通大氣，即三通I 轉(zhuǎn)到1、 3位置。2. 如果不注意，把過(guò)多的氣體放入系統(tǒng)內(nèi)時(shí)，可以再用真空泵把系統(tǒng)內(nèi)氣壓抽到實(shí)驗(yàn)的需要值再繼續(xù)測(cè)量。3. 如果系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用，或者系統(tǒng)漏氣較多，系統(tǒng)不容易達(dá)到所要求的真空度，這時(shí)候要仔細(xì)檢查系統(tǒng)各氣路接口有否漏氣的地方并予以排除，必要時(shí)還要拔下兩個(gè)三通閥的閥芯，清洗后涂上新的真空脂，在排除系統(tǒng)內(nèi)部吸附的氣體后，系統(tǒng)就能達(dá)到所需的真空度?！緮?shù)據(jù)與結(jié)果】4. 數(shù)據(jù)記錄表見(jiàn)講義5. 數(shù)據(jù)處理：1）外推法求Q。2）求Ti（T2即室溫）。3）求TiT2之間的平均導(dǎo)熱系數(shù)。Q