导热系数的测量实验报告样稿.doc

导热系数测量
【试验目标】
用稳态法测定出不良导热体导热系数，并和理论值进行比较。
【试验仪器】
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
【试验原理】
依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、相互间相距为h、温度分别为T1、T2平行平面（设T1>T2），若平面面积均为S，在时间内经过面积S热量免租下述表示式：
（3-26-1）
式中，为热流量；即为该物质导热系数，在数值上等于相距单位长度两平面温度相差1个单位时，单位时间内经过单位面积热量，其单位是。
在支架上先放上圆铜盘P，在P上面放上待测样品B，再把带发烧器圆铜盘A放在B上，发烧器通电后，热量从A盘传到B盘，再传到P盘，因为A,P全部是良导体，其温度即能够代表B盘上、下表面温度T1、T2，T1、T2分别插入A、P盘边缘小孔热电偶E来测量。热电偶冷端则浸在杜瓦瓶中冰水混合物中，经过“传感器切换”开关G，切换A、P盘中热电偶和数字电压表连接回路。由式（3-26-1）能够知道，单位时间内经过待测样品B任一圆截面热流量为
(3-26-2)
式中，RB为样品半径，hB为样品厚度。当热传导达成稳定状态时，T1和T2值不变，遇事经过B 盘上表面热流量和由铜盘P向周围环境散热速率相等，所以，可经过铜盘P在稳定温度T2散热速率来求出热流量。试验中，在读得稳定时T
1和T2后，即可将B盘移去，而使A盘底面和铜盘P直接接触。当铜盘P温度上升到高于稳定时T2值若干摄氏度后，在将A移开，让P自然冷却。观察其温度T随时间t改变情况，然后由此求出铜盘在T2冷却速率,而,就是铜盘P在温度为T2时散热速率。但要注意，这么求出是铜盘P在完全表面暴露于空气中冷却速率，其散热表面积为。然而，在观察测量样品稳态传热时，P盘上表面是被样品覆盖着，并未向外界散热，所以当样品盘B达成稳定状态时，散热面积仅为：。考虑到物体冷却速率和它表面积成正比，在稳态是铜盘散热速率表示式应作以下修正：
(3-26-3)
将式（3-26-3）代入（3-26-2），得
(3-26-4)
【试验内容】
测量P盘和待测样品直径、厚度，测P盘质量。要求：
用游标卡尺测量待测样品直径和厚度，各测5次。
用游标卡尺测量P盘直径和厚度，测5次，按平均值计算P盘质量。
用电子秤称出P盘质量、
不良导体导热系数测量
试验时，先将待测样品放在散热盘P上面，然后将发烧盘A放在样品盘B上方，并用固定螺母固定在机架上，再调整三个螺旋头，使样品盘上下两个表面和发烧盘和散热盘紧密接触。
在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶冷端插入杜瓦瓶中，将热电偶热端分别插入加热盘A和散热盘P侧面小孔中，并分别将其插入加热盘A和散热盘P热电偶接线，连接到
仪器面板传感器Ⅰ、Ⅱ上。分别用专用导线将仪器机箱后接头和加热组件圆铝板上插座间加以连接。
接通电源，在“温度控制”仪表上设置加热上限温度。将加热选择开关由“断”打向“1-3”任意一档，此时指示灯亮，当打向3档时，加温速度最快
大约加热40分钟后，传感器Ⅰ、Ⅱ读数不再上升时，说明已达成稳态，