[导热系数讲义].pdfVIP

PBF-II 导热系数测试仪 【仪器简介】 本实验用稳态法测不良导体、金属、空气等多种材料的热导率。采用低压加热，安全可靠，发热部分与外表 有良好的隔热措施，不会造成烫伤。用单片机PID 控温，精度 1℃，可替代恒温水浴锅。可采用风扇快速降温， 缩短实验时间。 【技术参数】 ◎ 热源：采用36V 安全电压加热 ◎ 可测多种样品材料：硅橡胶、胶木板、金属、空气 手动和自动PID 控温：室温～120℃，精度±1℃； 计时部分：范围0～100min；分 率0.1s； ◎三位半电压表：精度0.5% ◎热导率测量精度：＜10% ◎输入：热电偶（K、J、E、S）、热电阻Pt100、Cu50； ◎控制方式：模糊 PID 控制，位式控制，手动控制，精度±1℃，最小分 率 0.1℃，手动功能：用户通过键盘 个性输出量； 工作环境：温度0～40℃，湿度85%RH 的无腐蚀性场合； 电源功耗5W。 【实验内容】 ◎对铜－康铜热电偶温度计定标； ◎测量物体在室温～100℃多点的热导率，画出曲线； ◎测量不良导体的热导率； ◎测量金属的热导率 （ 仪器附有硬铝测试样品）； ◎测量空气的热导率。 参考实验讲义一：导热系数的测定 【实验目的】 1．掌握热电偶温度计定标的方法 2．利用物体的散热速率求待测物的热导率 【实验原理】 导热是物体相互接触时, 由高温部分向低温部分传播热量的过程。当温度的变化只是沿着一个方向(设Z 方向) dT 进行的时候，热传导的基 公式可写为：dQ l z ds dt (1) 0 dz 它表示在dt 时间内通过ds 面的热量为dQ ，dT/dz 温度 度，λ为热导率，它的大小由物体 身的物理性质 决定,单位为w/(m• k)，它是表征物质导热性能大小的物理量,式中负号表示热量传递向着降低的方向进行。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版 创建 在图1 中，B 为待测物，它的上下表面分别和上下铝盘接触，热量由高温铝盘A 通过待测物B 向低温铝盘传 递，若B 很薄，则通过B 侧面向周围环境的散热量可以忽略不计，视热量沿着垂直待测圆板B 的方向传递。那么， 在稳定导热 （即温度场中各点的温度不随时间而变）的情况下，在Δt 时间内，通过面积为S、厚度为h 的匀质 T 板的热量为 Q l S t (2) h Q T △T 表示匀质圆板两板面的恒定温差。若把 （2-9-2）式写成 l S （3） t h 的形式。那么△Q/△t，便为待测物的导热速率。只要知道了导热速率，由（3）式即可求出λ。下面我们来求△ Q/△t。 实验中，使上铝盘A 和下铝盘P 分别达到恒定温度T 、T ，并设T T 。即热量由上而下传递，通过下铝盘P 1 2 1 2 向周围散热。因为T 和T 不变，所以，通过B 的热量就等于P 向周围散发的热量，即B 的导热速率等于P 的散 1 2 热速率。因此，只要求出了P 在温度T 时的散热速率