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导热系数实验报告.docx

上传人:sssmppp 2021/2/25 文件大小:97 KB

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导热系数实验报告.docx

文档介绍

文档介绍:一、 【实验目的】
用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。
二、 【实验仪器】
导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤(公用)、杜瓦瓶、秒表、待 测样品(橡胶盘、铝芯)、冰块
图4-9-1 稳态法测定导热系数实验装置
三、【实验原理】
1、良导体(金属、空气)导热系数的测定
根据傅里叶导热方程式,在物体内部,取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h、温 度分别为0 1. 0 2的平行平面(设0 1> 0 若平面面积均为S,在At时间内通过面积S 的热量A0免租下述表达式:
(3-26-1)
At h
式中,笑为热流量;2即为该物质的导热系数,2在数值上等于相距单位长度的两平面 Az
的温度相差1个单位时,单位时间内通过单位面积的热量,其单位是W/(m-K).
在支架上先放上圆铜盘P,在P的上面放上待测样品B,再把带发热器的圆铜盘A放
在B±,发热器通电后,热量从A盘传到B盘,再传到P盘,由于A,P都是良导体,其温 度即可以代表B盘上、下表面的温度0 1、9 2, 9 !. 92分别插入A、P盘边缘小孔的热电偶 E来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中,通过“传感器切换”开关G,切 换A、P盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。由式(3-26-1)可以知道,单位时间内通 过待测样品B任一圆截面的热流量为
(3-26-2)
式中,Rb为样品的半径,hB为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时,妇和的值不变, 遇事通过B盘上表面的热流量与由铜盘P向周围环境散热的速率相等,因此,可通过铜盘 P在稳定温度t2的散热速率来求出热流量笑。实验中,在读得稳定时e 1和o 2后,即可
将B盘移去,而使A盘的底面与铜盘P直接接触。当铜盘P的温度上升到高于稳定时的92 值若干摄氏度后,在将A移开,让P自然冷却。观察其温度0随时间t变化情况,然后由
A /□ A jQ
此求出铜盘在0 2的冷却速率一 ,而— ,就是铜盘P在温度为0 2时的散热速率。
2、不良导体(橡皮)的测定
导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质的不同对材料导 热系数数值都有明显的影响,因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。
测量导热系数在这里我们用的是稳态法,在稳态法中,先利用热源对样品加热,样品 内部的温差使热量从高温向低温处传导,样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影 响而变动;适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态,则待测样品 内部可能形成稳定的温度分布,根据这一温度分布就可以计算出导热系数。而在动态法中, 最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的,如呈周期性的变化,变化的周期和幅度 亦受实验条件和加热快慢的影响,与导热系数的大小有关。
本实验应用稳态法测量不良导体(橡皮样品)的导热系数,学****用物体散热速率求传导速 率的实验方法。
1898年C. H. ,这是一种稳态法, 实验中,样品制成平板状,其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触,下端面与一均匀散 热体相接触。由于平板样品的侧面积比平板平面小很多,可以认为热量只沿着上下方向垂直 传递,横向由侧面散去的热量可以忽略不计,即可以认为,样品内只有在垂直样品平面的方