導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量

導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定_評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案第一部分：預(yù)習(xí)報(bào)告（20分）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼梅€(wěn)態(tài)法測(cè)量不良導(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。理解溫差熱電偶的特性。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，停表。三、實(shí)驗(yàn)原理熱傳導(dǎo)定律：學(xué)■=-^f]AS；At Idx丿x0導(dǎo)熱系數(shù)概念：等于相距單位長(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-i?開(kāi)-i（W?m-i?K-i），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；穩(wěn)態(tài)法（通過(guò)控制熱源傳熱在樣品內(nèi)部形成穩(wěn)定的溫度分布，而進(jìn)行的測(cè)量）測(cè)不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)的方法；4散熱板自由冷卻與穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于散熱面積不同因而要引入修正系數(shù)：1De+4h2DC1De+4h2DC+2hCC CC2兀R2+2兀RhC CC5．溫差熱電偶的工作原理四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、 橡膠盤(pán)，黃銅盤(pán)直徑，高度D,h,D,h，黃銅盤(pán)質(zhì)量m，數(shù)據(jù)由實(shí)驗(yàn)室提供。BBCC2、 穩(wěn)態(tài)法測(cè)傳熱板，散熱板的溫度0，0 ；10203、測(cè)量散熱板（黃銅盤(pán)）的冷卻速率A!|，計(jì)算九。At02^20第二部分：數(shù)據(jù)采集與實(shí)驗(yàn)操作（40分）有較好的動(dòng)手能力，能夠很好解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，數(shù)據(jù)采集記錄完整準(zhǔn)確，操作過(guò)程無(wú)誤（35-40分）；有一定的動(dòng)手能力，能夠解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一般問(wèn)題,數(shù)據(jù)采集記錄完整，操作過(guò)程無(wú)大的違規(guī)（35-20）；動(dòng)手能力較差，難以解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一般問(wèn)題，數(shù)據(jù)采集與記錄不完整、有偏差，有違規(guī)操作（0-20分）。操作要點(diǎn)：1．導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的使用（數(shù)字電壓表調(diào)零，熱電偶接線，）；構(gòu)建穩(wěn)態(tài)環(huán)境，保持0在3.50mV±0.03mV范圍內(nèi)，測(cè)量0 ；1020測(cè)量黃銅盤(pán)的冷卻速率。保持穩(wěn)態(tài)時(shí)散熱板的環(huán)境：a.電風(fēng)扇一直工作。b.0附近的冷卻速率。20第三部分：數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理（30分）數(shù)據(jù)處理要求：

1．原始數(shù)據(jù)必需重新抄入實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處理部分的正文中，再進(jìn)行具體處理，注意各測(cè)量量的單位；2.采用逐差法求黃銅盤(pán)在溫度為e時(shí)的冷卻速率竺,△t=120S20 At02司20計(jì)算橡膠板的導(dǎo)熱系數(shù)入，與標(biāo)準(zhǔn)值0.16W/m?k比較，并給出入測(cè)量結(jié)果；給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。測(cè)量結(jié)果參考值：DBDB,hB,DC,hC測(cè)量參考值：橡膠板直徑D=131.77mmB黃銅盤(pán)直徑D=130.02mmC黃銅盤(pán)質(zhì)量m=896.2g穩(wěn)態(tài)法測(cè)0 ,01020橡膠板厚度h=8.25mmB黃銅盤(pán)厚度h=7.66mmC黃銅比熱C=3.77X102J/kg.k0010=3.50mv020=1.82mv3.采取逐差法求黃銅盤(pán)冷卻速率孚10 .△t=120SAt耳T/s030609012015018021002/mV.2.082.001.931.851.791.721.661.61A0=1^2.08-1.79)+(2.00-1.72)+G.93-1.66)+(1.85-1.613/4=0.27(mv)凱叮027=°.002曲/J

橡膠板導(dǎo)熱系數(shù)九參考值.h)—B 八0h)—B 八0一0丿1020—C C20八D+20八CC=0.155(W/m-k)與標(biāo)準(zhǔn)值的比較I九一九IE二 4x100%二3.1%九九標(biāo)第四部分：思考題（10分）1、 導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義是什么？導(dǎo)熱系數(shù)是反映材料導(dǎo)熱性能的重要參數(shù)之一，其值等于相距單位長(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)t（W?m-i?K-i）。2、 實(shí)驗(yàn)中采用什么方法來(lái)測(cè)量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)？穩(wěn)態(tài)法（具體描述略）3、測(cè)九要滿足哪些條件？在實(shí)驗(yàn)中又如何保證?D測(cè)010，20系統(tǒng)要處于穩(wěn)定態(tài)，即這兩個(gè)溫度在十分鐘內(nèi)保持不變，并且010>020，（010人為控制在（3.50土0.03）mv）；2）測(cè)量散熱板在0附近的冷卻速率。204、試述穩(wěn)態(tài)法測(cè)不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的基本原理。通過(guò)當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)待測(cè)樣品的傳熱速率和散熱盤(pán)向側(cè)面和下面的散熱速率相同的原理推導(dǎo)得出。

5、討論本實(shí)驗(yàn)誤差因素，并說(shuō)明測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)可能偏小的原因。A、 樣品表面老化，影響傳熱；B、 加熱板，樣品，散熱板之間有縫隙，影響傳熱。C、 熱電偶熱端與發(fā)熱盤(pán)和散熱盤(pán)接觸不良，應(yīng)粘些硅油插入小孔底部，等等6、測(cè)冷卻速率時(shí)，為什么要在穩(wěn)態(tài)溫度020附近選值。？A、當(dāng)散熱板處在不同溫度時(shí)，它的散熱速率不同，與本體溫度，環(huán)境溫度都有關(guān)。B、在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)通過(guò)待測(cè)樣品的傳熱與散熱盤(pán)向側(cè)面和下面的散熱率相同,所以測(cè)冷卻速率要在穩(wěn)態(tài)溫度020附近。7、本實(shí)驗(yàn)的熱電偶測(cè)溫度為什么不用定標(biāo)就能代入公式計(jì)算？能否不用數(shù)字電壓表而用其它電表儀器來(lái)測(cè)熱電偶電壓值，代入公式求導(dǎo)熱系數(shù)而不影響結(jié)果？舉例說(shuō)明。在所測(cè)溫度范圍內(nèi)，直流數(shù)字電壓表測(cè)得的溫差電動(dòng)勢(shì)與待測(cè)溫度成線性關(guān)系，即E那么AEE-那么AEE-E1020aA0