實驗2—18不良導體導熱系數的測定

1、實驗218 不良導體導熱系數的測定導熱系數，工程上又稱熱導率，是描述材料性能的一個重要參數，在物體的散熱和保溫工程實踐中如鍋爐制造、房屋設計、冰箱生產等都要涉及這一參數。由于材料結構的變化對導熱系數有明顯的影響，導熱系數的測量不僅在工程實踐中有重要的實際意義，而且對新材料的研制和開發(fā)也具有重要意義。測量導熱系數的實驗方法一般分為穩(wěn)態(tài)法和動態(tài)法兩類。測量良導體和不良導體導熱系數的方法各有不同。對于良導體，常用流體換熱法測量所傳遞的熱量，計算導熱系數；對于不良導體，通過測量傳熱速率，間接測量所傳遞的熱量，計算導熱系數。穩(wěn)態(tài)平板法是測量不良導體導熱系數的一種常用方法?！緦嶒災康摹?掌握不良導體導熱系

2、數的測定方法穩(wěn)態(tài)平板法。2利用物體的散熱速率求傳熱速率。3了解相關儀器及熱電偶測溫度。圖2181【實驗原理】本實驗裝置如圖2181所示，由上述熱傳導基本公式通過待測樣品B板的傳熱速率可寫成： （2182）式中hB為樣品厚度，RB 為樣品圓板的半徑，T1為樣品圓板上表面的溫度，T2為其下表面的溫度，為樣品B的導熱系數。當傳熱達到穩(wěn)定狀態(tài)時，T1和T2溫度值穩(wěn)定不變，通過B板的傳熱率與黃銅盤C向周圍環(huán)境的散熱速率完全相等。因而可通過黃銅盤C在穩(wěn)定溫度T2時的散熱率來求出Q/t。實驗時，當讀得穩(wěn)態(tài)時的T1、T2后，即可將樣品B板取走，讓圓筒的底盤與下盤C接觸，使盤C的溫度上升到高于T2若干度后，再將

3、圓筒A移去，讓黃銅盤C作自然冷卻，求出黃銅盤在T2附近時的冷卻速率。則（m為黃銅盤的質量，c為黃銅盤的比熱）就是黃銅盤C在T2時的散熱率。但由此求出的T/t是黃銅盤C的全部表面暴露于空氣中的冷卻速率，即散熱表面積為，而實驗中達到穩(wěn)態(tài)傳熱時，C盤的上表面面積RC2是被測樣品所覆蓋著的，考慮到物體的冷卻速率與它的表面成正比，校正后，本儀器在穩(wěn)態(tài)時的傳熱速率為： （2183）式中RC、hC分別為黃銅盤C的半徑與厚度。將上式代入到（2182）式中得： （2184）式中RB、hB分別為樣品如橡皮圓盤的半徑與厚度。3根據穩(wěn)態(tài)法，記錄穩(wěn)態(tài)時樣品上下表面溫度T1、T2。為了提高效率，加熱時先將紅外燈的電壓調到

4、180至200伏，加熱約20分鐘后再降至130至150伏。在整個升溫過程中，每隔二分鐘讀一下溫度示數。若十分鐘內，樣品上下表面溫度T1、T2示值都不變時，可認為已達穩(wěn)定狀態(tài)。4記錄下達到穩(wěn)定狀態(tài)的T1、T2后，抽出樣品盤，使圓筒A與銅盤C接觸加熱，當銅盤C溫度比T2高出10左右后，再移去A圓筒。讓盤C自然冷卻，每隔30秒讀一下C盤溫度示值，由其中鄰近T2的溫度值求出冷卻速率?！緮祿幚怼?. 測量與記錄數據樣品： 室溫： ；散熱圓銅盤C比熱容：C= ； 散熱圓銅盤C質量：m= g；厚度h(mm)半徑R(mm)散熱圓盤C橡皮樣品絕緣樣品穩(wěn)態(tài)時，樣品上表面的溫度T1= ，下表面的溫度T2= 散熱圓銅盤C自然冷卻時溫度記錄1234567T()891011121314T()2. 根據冷卻曲線來求出溫度在T2附近時的冷卻速率。3按公式（2