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稳态平板法测定建筑材料的导热系数.docx

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文档介绍:实验一、稳态平板法测定建筑材料的导热系数
一、 实验目的
1、 巩固和加深稳定导热过程的基本理论。学习DRP-1型导热系数测定仪的使用方法;
2、 测定试材的导热系数;
3、 确定试材导热系数与温度的关系。
二、 实验原理
导热实验一、稳态平板法测定建筑材料的导热系数
一、 实验目的
1、 巩固和加深稳定导热过程的基本理论。学习DRP-1型导热系数测定仪的使用方法;
2、 测定试材的导热系数;
3、 确定试材导热系数与温度的关系。
二、 实验原理
导热系数是表征材料导热能力的物理量。导热系数与材料的种类、性质、结构、密度等 因素有关。同种材料的导热系数又取决于材料的温度,各种材料的导热系数通过实验方法测 定。平板法就是应用一维稳态导热过程的基本原理,测定建筑材料导热系数的一种方法。
在温度变化较小的范围内,可以认为材料的导热系数随温度作直线变化,即:
X = X (1 + bt) (1)
式中:X0 : °°C时材料的导热系数。
b :材料导热系数随温度变化的系数。



图一平板中的一维稳态导热
见图一,平板内为一维稳态导热过程由傅立叶定律:
q = —X (1 + bt)% (2)
0 dx
式中: q :热流密度,w/m2;
dt
二 :试件内的温度梯度,°C/m。
dx
(2)式分离变量后积分可得:
(3)
(4)
(5)
b
qx = —X (t + 方 t2) + c
代人边界条件:x=0 t=ti
x=O t=t
2
消去常数C可得:
q = X (1 + b
t —t t —t
=X (1 + bt )( ) = X -4 (6)
0 m b m b
(7)
即 人=一(Q—一 (8)
"'1 ‘2)
其中 F:平壁表面积,m2
。:平壁的厚度,m
入:平均温度tm= 1 2 2时材料的导热系数,w/m°C
如果,在实验中,创造一定的条件,使平板试件内维持一维稳态温度场,并测出。、F、 Q、t1和t2等值,则由(8)可求得tm下的导热系数。
'试件材料的入=f (t)是直线关系时,入 就是入t1和入12的平均值,即tm下的真 实导热系数入,进而即可确定入〜t的关系曲线。 1 2
三、实验装置及测量仪表
实验装置如图二所示。


图二实验装置示意图
材料为两块圆形平板,直径为200mm,厚度为20mm (S<<d可视试件为薄壁厚度)。两 块试件的高温表面温度由夹在中间的主加热器提供热量,维持稳定,低温表面温度由恒温水 浴的循环水维持恒定。为保证主加热器热量全部通过试件,应严格保证试件内的温度变化为 一维温度场,因此在主加热器外围设有一环行辅助加热器,以保证主、辅加热器表面(即试 件表面)温度均匀。为了减少热损失,全部设备放置在带保温层的外壳中。
主加热器由一台晶体管稳压电源提供热量,辅加热器由温度跟踪器控制加热,由装在主、 辅加热器上的温差热电堆给出温差值,经过温度跟踪器给出信号,并通过调节系统使辅加热 器表面温度不断跟踪主加热器表面温度,并达到稳定。
试件热表面温度tw1 (或tw2)和冷表面温度tw3 (或tw4)由铜一康铜热电偶测定。各热 电偶端点与换相开关联电,热电势通过UJ-31型电位差计进行测定。
为了准确

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上传人:suijiazhuang1 8/7/2022 文件大小:62 KB

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