多點(diǎn)熱流儀測(cè)定材料的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)

1、熱流儀法測(cè)定材料的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康撵柟毯蜕罨瘜?dǎo)熱過(guò)程的基本理論，學(xué)習(xí)熱流儀測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)，并觀察非穩(wěn)定條件下物體表面熱流與溫度的變化情況 。二、實(shí)驗(yàn)原理熱流儀原理如圖1-1所示：圖11.熱流儀原理簡(jiǎn)圖當(dāng)穩(wěn)定熱流Q穿過(guò)一面積F值大于厚度三個(gè)數(shù)量級(jí)以上的正方薄形導(dǎo)熱體時(shí)，我們可以認(rèn)為該薄形導(dǎo)熱體內(nèi)處于一維穩(wěn)定導(dǎo)熱狀況，于是根據(jù)付利葉定律： w （11） 對(duì)用作熱流儀探頭的具體薄形導(dǎo)熱材料（通常為硅橡膠），由于其面積、厚度及導(dǎo)熱系數(shù)都是固定的，因此經(jīng)過(guò)技術(shù)處理，其兩表面的溫差熱電堆（若干對(duì)熱電偶串聯(lián)以增加靈敏度）信號(hào)就能直接顯示出流過(guò)其內(nèi)部單位面積上的熱流量即熱流密度:q= f(t) （

2、12）導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱能力的物理量。對(duì)于不同的材料，導(dǎo)熱系數(shù)是各不相同的，對(duì)同一材料，導(dǎo)熱系數(shù)還會(huì)隨著溫度、壓力、濕度、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和重度等因素而變異。各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)都用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定，如果要分別考慮不同因素的影響，就需要針對(duì)各種因素加以試驗(yàn)，往往不能只在一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)就是用熱流儀來(lái)測(cè)定復(fù)合材料的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)：K= f(1, 2, 3,、,n) （13）本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)在一維穩(wěn)態(tài)情況下，用熱流儀測(cè)量通過(guò)冰箱門(mén)壁的熱流量q及其兩面的溫差與厚度，來(lái)確定由防護(hù)塑料、發(fā)泡保溫材料以及鋼板等復(fù)合而成的冰箱門(mén)導(dǎo)熱系數(shù)。我們知道，通過(guò)平板的穩(wěn)定導(dǎo)熱量為 w （14）測(cè)試時(shí)，如果將平板兩面溫差

3、 t=t1-t2、平板厚度、垂直熱流力向和通過(guò)平板的熱流量q測(cè)定以后，就可以根據(jù)下式得出導(dǎo)熱系數(shù)， （15）需要指出的是，由于導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)隨溫度變化，所以我們必須定義上式所得的導(dǎo)熱系數(shù)是在當(dāng)時(shí)的平均溫度下材料的導(dǎo)熱系數(shù)值，此平均溫度為： （16） 三、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量?jī)x器該實(shí)驗(yàn)的電器連接圖和實(shí)驗(yàn)裝置如圖12。 圖12 試驗(yàn)臺(tái)的電器聯(lián)接圖 熱流儀探頭 電位差計(jì) 多點(diǎn)熱流儀（HFM-215） 熱電偶 加熱器 冰箱以及卡尺等 四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟 1先測(cè)被測(cè)件的厚度。(本實(shí)驗(yàn)冰箱門(mén)厚度n=55mm)2按圖1-1聯(lián)接并仔細(xì)檢查各接線電路。用電位差計(jì)測(cè)熱電偶兩端的電壓確定溫差。本實(shí)驗(yàn)所用的熱電偶的壓溫轉(zhuǎn)換系數(shù)是：33uV/。3從熱流儀上讀取穩(wěn)態(tài)時(shí)的熱流密度和冰箱內(nèi)表面溫度。 4計(jì)算當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)與平均溫度5.切斷冰箱內(nèi)加熱器后， 每隔一段時(shí)間(1015min)進(jìn)行一次熱流、溫度記錄，至少測(cè)6點(diǎn)數(shù)據(jù)。6. 測(cè)試結(jié)束后，關(guān)閉各帶電的儀器設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)記錄及結(jié)果處理 測(cè)定當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)q= ;n= ;u= t1=t2= ； k= 實(shí)驗(yàn)表格 序號(hào)時(shí)間內(nèi)壁溫度（）外壁溫度（）電位差