實(shí)驗(yàn)一材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課件

實(shí)驗(yàn)一材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

（一）穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法和技能。測(cè)定試驗(yàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)，確定導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理在一維穩(wěn)態(tài)情況下通過(guò)平板的導(dǎo)熱量Q和厚度δ、平板兩面的溫差和導(dǎo)熱系數(shù)λ成正比：通過(guò)測(cè)定平板兩面的溫差△t、平板厚度δ、垂直熱流方向的導(dǎo)熱面積A和通過(guò)平板的熱流量Q得出導(dǎo)熱系數(shù)：在不用的溫度和溫差條件下測(cè)出相應(yīng)的λ值，然后將λ值標(biāo)在坐標(biāo)圖內(nèi)，就可以得出的關(guān)系曲線。

三、實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試系統(tǒng)包括：平板試件裝置、循環(huán)水槽、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)顯電壓電流表及數(shù)顯溫度巡檢儀測(cè)溫裝置等。

材料結(jié)構(gòu)圖：試驗(yàn)材料為二塊方形聚氯乙烯薄壁平板，實(shí)際導(dǎo)熱計(jì)算面積A為200×200mm2，板的厚度為δ15mm。四、實(shí)驗(yàn)步驟通過(guò)各測(cè)溫點(diǎn)調(diào)節(jié)加熱器電源到合適的電壓開(kāi)始加溫。待試件的熱面溫度達(dá)到一定水平后，啟動(dòng)水泵，向上下水套通入冷卻水。試驗(yàn)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，試件的熱面溫度和冷面溫度開(kāi)始趨于穩(wěn)定。在這個(gè)過(guò)程中可以適當(dāng)調(diào)節(jié)主加熱器電源和輔助加熱器電源的電壓（一般電壓相等），使其更快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。待溫度基本穩(wěn)定后，就可以每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次電壓V、電流I讀數(shù)記錄和溫度測(cè)量，從而得到穩(wěn)定的測(cè)試結(jié)果，取實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定后的三次結(jié)果的平均值?？梢詫⒃O(shè)備調(diào)到另一工況，即調(diào)節(jié)主輔加熱器功率后，再按上述方法進(jìn)行測(cè)試得到另一工況的穩(wěn)定測(cè)試結(jié)果。調(diào)節(jié)的電功率不宜過(guò)大，一般在5～10W為宜。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行多次工況的測(cè)試。（工況以從低溫到高溫為宜）。測(cè)試結(jié)束后，先切斷加熱器電源，經(jīng)過(guò)10分鐘左右再關(guān)閉水泵（或停放自來(lái)水）。

（二）穩(wěn)態(tài)球體法測(cè)粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用球體法測(cè)定疏散物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)試技能。實(shí)際測(cè)定被試材料的導(dǎo)熱系數(shù)λm，繪制λm-t關(guān)系曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理球體法是在兩個(gè)同心圓球所組成的夾層中放入顆粒狀及粉末狀試材，內(nèi)球?yàn)闊崆?，加電后，發(fā)出熱量，球的直徑為d1，表面溫度為t1，外球（球殼）為冷球，直徑為d2，壁面溫度為t2，根據(jù)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的付立葉定律，通過(guò)夾層試材的導(dǎo)熱量為：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)定出Q、t1和t2，就可以根據(jù)上式計(jì)算出材料的導(dǎo)熱系數(shù)：測(cè)出不同溫度下導(dǎo)熱系數(shù)，在λ－t坐標(biāo)中測(cè)出一條λ－t的關(guān)系曲線，根據(jù)曲線即求出來(lái)λ＝f（t）的關(guān)系式。

三、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置包括：圓球本體裝置、循環(huán)水槽、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)顯電壓電流表及數(shù)顯溫度巡檢儀測(cè)溫裝置等。

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖圓球本體由銅質(zhì)熱球球體（d1＝80mm）、冷球球殼（d2＝200mm）、保溫球殼和塑料保溫套等組成。四、實(shí)驗(yàn)步驟接通電源，調(diào)整好儀表讀數(shù)。啟動(dòng)循環(huán)水槽的水泵和加熱電源。估計(jì)熱球所需加熱功率（冷、熱面溫差應(yīng)大于10℃，熱球溫度不能大于80℃），并按此范圍調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的電壓大小，之后不再更動(dòng)，然后，觀察各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)的變化情況，當(dāng)各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)都不隨時(shí)間改變，當(dāng)連續(xù)三次（每次10～30分鐘）的數(shù)據(jù)變化小于1%時(shí)即達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)記錄下一組測(cè)試數(shù)據(jù)。改變加熱量Q，即改變加熱電源的電壓值，就可以進(jìn)行如上步驟測(cè)得另一組測(cè)試數(shù)據(jù)。如此，改變幾次加熱量Q，就可以得到幾組不同溫度下材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試數(shù)據(jù)。本導(dǎo)熱儀有恒溫液套冷卻，還可通過(guò)改變恒溫液溫度來(lái)改變實(shí)驗(yàn)工況。實(shí)驗(yàn)應(yīng)在充分熱穩(wěn)定的條件下記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄材料名稱(chēng)：球體直徑：d1＝d2＝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表六、實(shí)驗(yàn)分析繪制在座標(biāo)紙上繪出試材的導(dǎo)熱系數(shù)λm和溫度t的關(guān)系曲線，并求出λm＝f（t）的關(guān)系式。試分析