(35)-熱導(dǎo)率測(cè)量及其研究

熱導(dǎo)率的測(cè)量及其研究熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）是用來(lái)反應(yīng)材料傳熱性能的物理量。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．理解穩(wěn)定流動(dòng)法測(cè)定良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的基本原理，掌握其實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)；2．理解用穩(wěn)定流動(dòng)法準(zhǔn)確測(cè)定銅的熱導(dǎo)率；3．了解液位控制器的控制原理及流速調(diào)節(jié)；4.定性了解銅的熱導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)儀器

圖1FD-CHM-A型良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀主機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置

在導(dǎo)熱現(xiàn)象中，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)給定截面的熱量，正比于垂直于該界面方向上的溫度變化率和截面面積，而熱量傳遞的方向則與溫度升高的方向相反。

（1）

比例系數(shù)λ為熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))。它表示單位溫度梯度的情況下，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位截面所傳導(dǎo)的熱量，單位為

。

四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理

在穩(wěn)定轉(zhuǎn)狀態(tài)下，（2）傳熱面積：(3)

傳熱速率：（4）

熱導(dǎo)率：

（5）

四、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)液位控制器的原理把輸水管道連接好（圖1），讓中間的水箱開(kāi)始蓄水；圖2測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀面板圖

四、實(shí)驗(yàn)步驟2.把電源打開(kāi)，通過(guò)主機(jī)箱上“溫度控制”的兩個(gè)按鍵設(shè)置樣品熱端的加熱溫度，開(kāi)始對(duì)樣品一端進(jìn)行加熱；

3.當(dāng)中間水箱的水開(kāi)始從中心的管道下漏時(shí)，調(diào)節(jié)流速控制器，使得單位時(shí)間內(nèi)有適量的、穩(wěn)定流速的水流過(guò)樣品的冷卻端；4.觀察樣品上A、B、C、D四點(diǎn)相應(yīng)的溫度值的變化，四點(diǎn)溫度基本穩(wěn)定后（五分鐘內(nèi)溫度值基本沒(méi)有波動(dòng)）方可測(cè)量數(shù)據(jù)；5.把干的三角型盛水器放在天平上稱其質(zhì)量M1，填入事先準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)表格；四、實(shí)驗(yàn)步驟6.將盛水器擱置在下方盛水箱一角，盛接樣品冷卻端流出的熱水，同時(shí)按下主機(jī)箱上的“開(kāi)始/停止”鍵并開(kāi)始計(jì)時(shí)，將此時(shí)、、、四個(gè)溫度值填入事先準(zhǔn)備好的表1；

7.測(cè)量樣品冷卻端在一定時(shí)間內(nèi)（120s）流出的熱水和三角型盛水器的質(zhì)量M2，將測(cè)量的數(shù)據(jù)填入表1；8.第5-7步重復(fù)6遍，將測(cè)量的數(shù)據(jù)填入事先準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)表格，利用公式利用公式（4）計(jì)算出測(cè)量樣品的導(dǎo)熱系數(shù)及其不確定度： 9.改變冷卻水的流速或者樣品熱端的溫度，多次做實(shí)驗(yàn)，并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量次數(shù)TA(℃)TB(℃)TC(℃)TD(℃)M1(g)M2(g)m=（M2-M1）(g)1

2

3

4

5

6

平均值

表1導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)表

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表2不同溫度下導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)表測(cè)量溫度TA(℃)TB(℃)TC(℃)TD(℃)M1(g)M2(g)m=（M2-M1(g)入（）

55

60

65

70

…

本實(shí)驗(yàn)待測(cè)樣品材料為H62銅圓柱體，其直徑為38.0mm，樣品上A、B之間的距離L＝80.0mm。測(cè)量時(shí)間t＝120s。樣品熱端的加熱溫度為90℃，樣品上A、B、C、D四點(diǎn)的溫度值分別對(duì)應(yīng)T1

、T2

、T3、T4。水的比熱。將上述數(shù)據(jù)帶入公式(4),可