導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定

導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定第1頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆辗€(wěn)態(tài)法測(cè)不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)的方法了解物體散熱速率和傳熱速率的關(guān)系理解溫差熱電偶特性第2頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、實(shí)驗(yàn)儀器發(fā)熱盤(pán)傳熱筒杜瓦瓶溫差電偶待測(cè)橡膠樣品數(shù)字電壓表硅油停表第3頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理1、熱傳導(dǎo)定律表示x0處與S垂直的溫度梯度在t時(shí)間內(nèi)經(jīng)Ｓ傳遞的熱量為Q：第4頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理負(fù)號(hào)代表熱量傳遞方向是從高溫區(qū)傳至低溫區(qū)比例系數(shù)稱(chēng)為導(dǎo)熱系數(shù)。為傳熱速率.第5頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理2、導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)——表示相距單位長(zhǎng)度的兩平面的溫度相差為一個(gè)單位時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積所傳遞的熱量，單位是瓦·米-1·開(kāi)-1（W·

m-1?K-1），導(dǎo)熱系數(shù)是反映材料的導(dǎo)熱性能的重要參數(shù)之一。稱(chēng)為導(dǎo)熱系數(shù)第6頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、穩(wěn)態(tài)法測(cè)不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖~220V~110V電熱板發(fā)熱盤(pán)橡膠盤(pán)散熱板ＱＱＱＫ電風(fēng)扇散熱當(dāng)傳入樣品的熱量等于散出的熱量時(shí)，樣品處于穩(wěn)定導(dǎo)熱狀態(tài)。樣品內(nèi)部的溫度不再隨著時(shí)間變化；第7頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理樣品（橡膠盤(pán)）的傳熱速率為：1為樣品上表面的溫度，2為樣品下表面的溫度，hB為樣品的厚度，A為樣品的截面面積。樣品（橡膠盤(pán)）發(fā)熱盤(pán)散熱盤(pán)（黃銅盤(pán)）截面面積AhB樣品第8頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理穩(wěn)態(tài)時(shí):傳入的熱量等于散出的熱量

穩(wěn)態(tài)時(shí)樣品上下表面的溫度分別為一定值10

和20即，樣品的傳熱速率等于散熱盤(pán)的散熱速率樣品第9頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理由上式可見(jiàn)，關(guān)鍵是求散熱盤(pán)的散熱速率移開(kāi)樣品，讓散熱盤(pán)自然散熱冷卻，在溫度20附近，散熱盤(pán)的散熱速率可以表示為：第10頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理考慮散熱盤(pán)自由冷卻與穩(wěn)態(tài)時(shí)的散熱面積不同，引入修正系數(shù)：于是，導(dǎo)熱系數(shù)為：第11頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、實(shí)驗(yàn)原理4、溫差熱電偶的工作原理兩種金屬接觸處由于溫度差而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為溫差電動(dòng)勢(shì)，一般情況下，溫差電動(dòng)勢(shì)近似與兩接觸端的溫度差成正比。檢流計(jì)0°C冰水加熱檢流計(jì)電壓值即為溫度示數(shù)杜瓦瓶里冰水混合物為冷端；發(fā)熱盤(pán)、散熱盤(pán)分別與冷端形成兩個(gè)溫差電偶。第12頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一231測(cè)量橡膠盤(pán)（樣品）、黃銅盤(pán)（散熱板）的直徑、厚度DB、hB、DC、hC,黃銅盤(pán)質(zhì)量由實(shí)驗(yàn)室提供。測(cè)量散熱板（黃銅板）的冷卻速率，計(jì)算。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟穩(wěn)態(tài)法測(cè)傳熱板和散熱板的溫度10

和20第13頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第14頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一五、數(shù)據(jù)記錄和處理記錄橡膠盤(pán)（樣品）、黃銅盤(pán)（散熱板）的直徑、厚度DB、hB、DC、hC,并給出相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果。采用逐差法求散熱板（黃銅板）在溫度為20時(shí)的冷卻速率，其中t=120s。記錄穩(wěn)態(tài)法測(cè)量的溫度10

和201234計(jì)算橡膠板的導(dǎo)熱系數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較，計(jì)算出誤差。第15頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一構(gòu)建熱傳遞的穩(wěn)定狀態(tài)（1）調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置,各盤(pán)之間不能有間隙。（2）接通220V電壓，當(dāng)傳熱板溫度為4mV時(shí)斷電,調(diào)整電熱板的供電方式,人為控制發(fā)熱盤(pán)的溫度在:

θ1=

3.50±0.03mV（3）每隔2分鐘觀察散熱盤(pán)的溫度θ2,在10分鐘內(nèi)不變則系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。第16頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一測(cè)量散熱板（黃銅盤(pán)）的冷卻速率

（4）用鑷子抽出橡膠盤(pán)，使發(fā)熱盤(pán)A與散熱盤(pán)P直接接觸，通電使散熱板溫度比θ20高1mv時(shí)立即分離兩板，散熱盤(pán)開(kāi)始自由冷卻，每隔30秒讀出散熱盤(pán)的溫度示值2，選擇附近前后各四個(gè)數(shù)據(jù)填入記錄表，用逐差法進(jìn)行處理。θ/mv2101801501209060300ｔ／Ｓ用逐差法求冷卻速率:第17頁(yè)，共19頁(yè)，2023年，2月20日，星期一操作要點(diǎn)1數(shù)字電壓表調(diào)零，注意熱電偶接線(xiàn)。2構(gòu)建穩(wěn)態(tài)環(huán)境，保持在3.50mV±0.03mV范圍內(nèi)，測(cè)量20

3測(cè)量黃銅盤(pán)的冷卻速率時(shí)要在20