导热系数的测定ljh课件

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,深圳大学物理科学学院,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,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,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,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,二、实验仪器发热盘,三、实验原理,1、热传导定律,表示,x,0,处与,S,垂直的,温度梯度,在,t,时间内经传递的热量为,Q,：,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,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,.,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,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,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,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,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；,3、稳态法测不良导体的导热系数 实验装置示意图 220,三、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，,h,B,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,h,B,样品,三、实验原理样品（橡胶盘）的传热速率为：1为样品上表面的,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,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,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：,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，,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：,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,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,0C,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。,三、实验原理4、温差热电偶的工作原理 两种金属接触处由,2,3,1,测量橡胶盘（样品）、黄铜盘（散热板）的直径、厚度,D,B,、,h,B,、,D,C,、,h,C,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,20,231测量橡胶盘（样品）、黄铜盘（散热板）的直径、厚度DB、,导热系数的测定ljh课件,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,D,B,、,h,B,、,D,C,、,h,C,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。,五、数据记录和处理记录橡胶盘（样品）、黄铜盘（散热板）的直径,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,:,1,=,3.500.03mV,（,3,）,每隔,2,分钟,观察散热盘的温度,2,在,10,分钟,内不变则系统的热传导已达到,稳定状态,。,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,测量散热板（黄铜盘）的冷却速率,（,4,）用镊子抽出橡胶盘，使发热盘,A,与散热盘,P,直接接触，通电使散热板温度比,20,高,1mv,时立即分离两板，散热盘开始自由冷却，每隔,30,秒读出散热盘的温度示值,2,，选择附近前后各四个数据填入记录表，用逐差法进行处理。,/mv,210,180,150,120,90,60,30,0,用逐差法求冷却速率,:,测量散热板（黄铜盘）的冷却速率（4）用镊子抽出橡胶盘，使发,操作要点,1,数字电压表调零，注意热电偶接线。,2,构建稳态环境，保持在,3.50mV0.03mV,范围内，测量,20,3,测量黄铜盘的冷却速率 时要在,20,附近，散热风扇要开启,以确保实验环境一致。,课后作业,:,思考题,(1).-(7),操作要点1数字电压表调零，注意热电偶接线。2构建稳态环境，,