1、實(shí)驗(yàn)4導(dǎo)熱率的測(cè)定，前言實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)問題和討論，導(dǎo)熱率(導(dǎo)熱率)是反映材料導(dǎo)熱性能的重要?dú)垔W儀，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)都涉及該殘奧儀。 材料按導(dǎo)熱性能分為良導(dǎo)體和不良導(dǎo)體，通常導(dǎo)電材料的大部分是熱的良導(dǎo)體。 導(dǎo)熱率的測(cè)定大致分為穩(wěn)態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。 穩(wěn)態(tài)平板法是測(cè)定不良導(dǎo)體導(dǎo)熱率的一般方法，也可以測(cè)定良導(dǎo)體的導(dǎo)熱率。 本實(shí)驗(yàn)采用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定了材料的導(dǎo)熱系數(shù)。 前言、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、了解導(dǎo)熱的基本規(guī)律，掌握穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定材料導(dǎo)熱率的方法。 2 .利用物體的散熱速度求出傳熱速度。 3 .學(xué)習(xí)用熱電偶測(cè)量溫度。 1 .熱傳導(dǎo)法則物體內(nèi)部各處的溫度不均勻時(shí)，熱從溫度高的地方傳導(dǎo)到溫

2、度低的地方的現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。 傅立葉若：熱向x方向傳遞，則在x軸上的任意位置x0取垂直截面s (圖)，若表示x處的溫度梯度，則在時(shí)間t內(nèi)通過截面積s傳遞的熱q是實(shí)驗(yàn)原理，這是傅立葉熱傳導(dǎo)的規(guī)律。 式中的負(fù)符號(hào)表示熱從高溫區(qū)域向低穩(wěn)定區(qū)域傳遞(即，傳遞的方向與溫度梯度的方向相反)。 式中的比例系數(shù)是熱傳導(dǎo)率，當(dāng)每單位長(zhǎng)度的兩平面的溫度差為一個(gè)單位時(shí)，表示在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積傳遞的熱量，單位為瓦米-1on-1 (WM-1 k-1 )。 2 .用穩(wěn)態(tài)法測(cè)定傳熱速度，被測(cè)定樣品的上下表面與發(fā)熱盤和散熱盤緊密接觸，熱量從發(fā)熱盤通過樣品上表面?zhèn)鬟f，從樣品下表面向散熱盤散熱。 如圖所示，在測(cè)定樣品的

3、熱傳導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)裝置中，在樣品的上下表面溫度均勻分布、樣品盤的厚度h1不能忽略樣品側(cè)面的散熱的影響的情況下，傅立葉熱傳導(dǎo)的規(guī)律是：當(dāng)T1、T2穩(wěn)定時(shí)，通過樣品的熱傳導(dǎo)率與向黃銅盤的側(cè)面和下表面的散熱率相同式中為樣品的傳熱速度、黃銅盤的散熱速度，T10、T20為熱穩(wěn)定樣品上下面溫度。 由此可知，如果求出熱穩(wěn)定時(shí)黃銅盤的散熱速度，則可求出樣品的熱傳導(dǎo)率。黃銅盤的散熱速度：式中，k為黃銅散熱盤的冷卻速度，m為黃銅盤質(zhì)量，c為黃銅比熱(c=3.77102J/kgk )。 中的組合圖層性質(zhì)變更選項(xiàng)。 樣品的導(dǎo)熱系數(shù)，d是樣品盤的直徑。 3、散熱盤冷卻速度的定義是每單位時(shí)間的溫度變化量，與材料、表面狀況、周

4、圍環(huán)境的溫度差有關(guān)。 本實(shí)驗(yàn)中的k是穩(wěn)定狀態(tài)(T=T20 )下的冷卻速度，測(cè)定方法是在測(cè)定T10、T20之后，拔出樣品盤，使發(fā)熱盤和散熱盤直接接觸，使散熱盤的溫度比T20高，進(jìn)行冷卻，測(cè)定T-t變化關(guān)系，制作冷卻曲線。 求出T=T20時(shí)的切線斜率k (即冷卻速度)。 注意：測(cè)量冷卻速度時(shí)，散熱板的散熱環(huán)境必須與穩(wěn)定溫度T10、T20時(shí)相同。 散熱面積不同時(shí)進(jìn)行修正。 實(shí)驗(yàn)機(jī)器、游標(biāo)卡尺物理天平測(cè)試樣品：硬鋁、橡膠盤、FD-TC-型熱傳導(dǎo)率測(cè)定器、機(jī)器概要、固定在底座上的微螺旋頭支撐散熱圓銅盤，在散熱盤上放置被測(cè)定圓柱或盤樣品，在樣品上再放置一個(gè)用插入加熱圓盤、散熱銅盤深孔的熱電偶測(cè)定樣品上下面

5、的維持溫度T1、t、T1、t的值(熱電偶接數(shù)字電壓修正)，將熱電偶冷端浸入杜瓦瓶的冰水混合物中，用單刀雙投開關(guān)變換熱電偶的測(cè)定電路。 數(shù)字電壓修正是為了測(cè)量溫差電動(dòng)勢(shì)而使用的。 用游標(biāo)卡尺測(cè)定被測(cè)定樣品和散熱盤的直徑d和高度h。 2 .用物理天平測(cè)量平衡散熱盤的質(zhì)量m。 3 .安裝、調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置整體。 (1)將樣品盤放置在散熱盤和發(fā)熱盤之間，進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得樣品盤的上下兩面與散熱盤和發(fā)熱盤緊貼。(2)將銅-康銅熱電偶的熱端插入散熱盤和發(fā)熱盤側(cè)面的小孔，保證熱電偶的熱端和銅盤的接觸良好。 熱電偶的冷端插入杜瓦瓶的冰水混合物中。 測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、4、穩(wěn)定時(shí)的樣盤的上下兩面的溫度T1和T2。 打開發(fā)熱主

6、板上的電源電壓220V，然后打開冷卻風(fēng)扇。 當(dāng)發(fā)熱盤的溫度達(dá)到4.00mV時(shí)，開關(guān)可切換為110V級(jí)，每隔3min記錄發(fā)熱盤和散熱盤的溫度值(數(shù)字電壓校正的讀取值)。 如果發(fā)熱盤和散熱盤的溫度連續(xù)10min恒定(電壓修正的讀取結(jié)束位數(shù)相差1 2 )，則認(rèn)為已達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。 記錄此時(shí)的數(shù)字電壓補(bǔ)正的讀取值，調(diào)查對(duì)應(yīng)的溫度T1和T2。 5、測(cè)量散熱盤的冷卻速度。 取出樣品，使發(fā)熱盤和散熱盤直接接觸，加熱。 散熱盤的溫度比穩(wěn)定時(shí)的T2高約20 (電壓修正的讀取值增加約0.8mV )時(shí)，停止加熱，去除加熱盤，復(fù)蓋原樣盤，用風(fēng)扇冷卻散熱盤，立即每30s記錄散熱盤的溫度值，電壓修正的讀取值比穩(wěn)定時(shí)低約0.5mV 以時(shí)間為x軸、溫度為y軸制作散熱盤的冷卻曲線，畫出通過冷卻曲線上T2點(diǎn)的切線，其斜率為溫度T2時(shí)的散熱盤的冷卻速度。數(shù)據(jù)處理、1、根據(jù)、修正運(yùn)算及其不確定度，正確表示結(jié)果。 2 .通過將所測(cè)量樣本的標(biāo)準(zhǔn)值與0進(jìn)行比較，校正百分比誤差。 1、熱電偶的導(dǎo)線很細(xì)，使用時(shí)請(qǐng)注意不要折斷。 2 .熱電偶的測(cè)溫點(diǎn)必須與被測(cè)量物的接觸良好。 3 .放冰的時(shí)候，請(qǐng)小心輕放，不要打碎杜瓦瓶。 4 .實(shí)驗(yàn)中加熱板、樣品、散熱板等溫度較高，注意燙傷。 5 .測(cè)量冷卻速度時(shí)，卸下發(fā)熱盤后，要牢固地固定在機(jī)架上，以免在實(shí)驗(yàn)中下降引起事故。 注意事項(xiàng)1、求冷卻速度時(shí)