文档介绍：试验二良导体导热系数测量试验
导热系数是表征物质热传导性质物理量。热传导是热交换三种（热传导、对流和辐射）基础形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环境保护等各个研究领域课题，材料导热机理在很大程度上取决于它微观结构，热量传输依靠原子、分子围绕平衡位置振动和自由电子迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。在科学试验和工程设计中，所用材料导热系数全部需要用试验方法正确测定。本试验仪采取稳定流动法测量良导体(黄铜)导热系数，测量原理是传统，而测量方法是新奇。
一、试验目标
1．了解稳定流动法测定黄铜导热系数基础原理，掌握其试验关键点；
2．了解液位控制器控制原理及流速调整；
3．测定黄铜样品热传导平稳时四个温度值，用稳定流动法测定黄铜导热系数。
二、试验仪器
FD-CHM-A型良导体导热系数测量试验仪由试验仪主机箱（内含良导体黄铜样品、四个集成温度传感器、铂电阻温度传感器、电加热器、PID温控单元、液晶显示模块）及含有流速控制功效水箱等组成。
图-1 良导体黄铜样品
三、试验原理
设有一粗细均匀金属圆柱体，其一端为高温端，另一端为低温端，测定时热量将从高温端流向低温端。高温端被加热一段时间以后，若圆柱体上各处温度不变，而且向圆柱体侧面散失热量也能够忽略时，则在相等时间内，经过圆柱体各横截面热量应该相等，这种状态称为热量稳定流动状态。图1所表示，假设经过截面热量多于经过截面热量，则在两个截面之间一段圆柱体上就有热量积聚，温度就要升高，既然圆柱体上各处温度不变，则说明经过各截面热量肯定相等。
图2 良导体导热系数测定原理图
经过圆柱体各横截面热量在热量稳定流动状态下，在τ时间内，沿圆柱体各截面流过热量Q按傅里叶热传导方程有
（1）
（1）式中：S为圆柱体横截面积，、为横截面、处温度，为二截面间距离，百分比系数λ即为被测材料导热系数。
导热系数λ大小表示物质单位长度内温度差为1℃时，在单位时间内经过单位截面所传导热量，单位为。由方程（1）可知，测定良导体导热系数关键问题是维持热量稳定流动状态和测定t时间内从圆柱体棒中所传过热量Q。常使用稳定流动法，即使棒一端保持稳定高温，另一端用温度一定，流动速度一定冷水来吸收棒中传导过来热量。在热量稳定流动状态下，t时间内流出冷却水质量为m，其温度由流入时升高到，则被水带走热量
（2）
（2）式中c为水比热容。
将式(1)和(d为圆柱体直径）代人式(2)便可求出λ，即
（3）
式中、、、可用高精度数字式温度传感器测量。
为了实现热量经过样品稳定流动目标，仪器采取三项方法：（1）保持试验时经过圆柱体各处热量恒定，预防从圆柱体侧面向外界散发烧量，将整个圆柱体用保温材料缠绕并放在保温箱中；（2）高温端热源采取温控器稳定热端温度，以利于缩短试样热流达成稳定所需时间；（3）采取液位控制器使流入仪器冷却水保持恒定水压，使冷却水流速稳定，从而较长时间保持待测样品热流恒定。这三项方法确保公式（1）方程满足，减小试验误差。
试验内容
1、学****传感器定标方法；液位控制器控制原理及冷却水流速调整方法；1．学****液位控制器控制原理及冷却水流速