文档介绍：导热系数的测定
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一、实验目的
掌握稳态法测不良导体的导热系数的方法
了解物体散热速率和传热速率的关系
导热系数的测定
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一、实验目的
掌握稳态法测不良导体的导热系数的方法
了解物体散热速率和传热速率的关系
理解温差热电偶特性
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二、实验仪器
发热盘
传热筒
杜瓦瓶
温差电偶
待测橡胶样品
数字电压表
硅油
停表
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三、实验原理
1、热传导定律
表示x0处与S垂直的温度梯度
在t时间内经Ｓ传递的热量为Q：
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三、实验原理
负号代表热量传递方向是从高温区传至低温区
比例系数称为导热系数。
为传热速率.
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三、实验原理
2、导热系数
导热系数——表示相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦·米-1 ·开-1（W · m-1•K-1），导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一。
称为导热系数
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3、稳态法测不良导体的导热系数
实验装置示意图
~ 220 V
~ 110 V
电热板
发热盘
橡胶盘
散热板
Ｑ
Ｑ
Ｑ
Ｋ
电风扇散热
当传入样品的热量等于散出的热量时，样品处于稳定导热状态。
样品内部的温度不再随着时间变化；
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三、实验原理
样品（橡胶盘）的传热速率为：
1为样品上表面的温度， 2为样品下表面的温度，hB为样品的厚度，A为样品的截面面积。
样品（橡胶盘）
发热盘
散热盘（黄铜盘）
截面面积A
hB
样品
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三、实验原理
稳态时:传入的热量等于散出的热量
稳态时样品上下表面的温度分别为一定值10 和20
即，样品的传热速率等于散热盘的散热速率
样品
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三、实验原理
由上式可见，关键是求散热盘的散热速率
移开样品，让散热盘自然散热冷却，在温度20附近，散热盘的散热速率可以表示为：
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三、实验原理
考虑散热盘自由冷却与稳态时的散热面积不同，引入修正系数：
于是，导热系数为：
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三、实验原理
4、温差热电偶的工作原理
两种金属接触处由于温度差而产生电动势的现象称为温差电动势，一般情况下，温差电动势近似与两接触端的温度差成正比。
检流计
0°C 冰水
加热
检流计
电压值即为温度示数
杜瓦瓶里冰水混合物为冷端；发热盘、散热盘分别与冷端形成两个温差电偶。
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2
3
1
测量橡胶盘（样品）、黄铜盘（散热板）的直径、厚度DB、hB、DC、hC,黄铜盘质量由实验室提供。
测量散热板（黄铜板）的冷却速率 ，计算。
四、实验内容和步骤
稳态法测传热板和散热板的温度10 和20
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五、数据记录和处理
记录橡胶盘（样品）、黄铜盘（散热板）的直径、厚度DB、hB、DC、hC,并给出相应的测量结果。
采用逐差法求散热板（黄铜板）在温度为20时的冷却速率 ，其中t=120s。
记录稳态法测量的温度10 和20
1
2
3
4
计算橡胶板的导热系数，并与标准值比较，计算出误差。
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构建热传递的稳定状态
（1）调整好实验装置,各盘之间不能有间隙。
（2）接通220V电压，当传热板温度为4mV时断电,调整电热板的供电方式,人为控制发热盘的温度在:
θ1 = ±
（3）每隔2分钟观察散热盘的温度θ2 ,在10分钟内不变则系统的热传导已达到稳定状态。
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