低溫高精度導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的開(kāi)發(fā).pdf

1、傳熱方式有輻射、對(duì)流和熱傳導(dǎo)三種方式。熱傳導(dǎo)簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)熱，是指熱量從溫度較高的物體傳到與之接觸的溫度較低的物體，或者從一個(gè)物體中溫度較高的部分傳到溫度較低的部分。絕熱材料的使用是節(jié)約能源的一個(gè)重要途徑。精確測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)于絕熱材料的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有重要意義。保護(hù)熱板法是一種廣為采用的測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù)的方法，該方法基于傅立葉一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱原理測(cè)量材料的導(dǎo)熱系數(shù)，具有溫度范圍寬、測(cè)量精度較高等優(yōu)點(diǎn)。 本課題針對(duì)已有導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀所存在的測(cè)量結(jié)果

2、受冷熱板溫差、平均溫度、室溫及試件厚度等因素影響，以及無(wú)法對(duì)試件的夾緊力進(jìn)行控制等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種帶有夾緊力控制機(jī)構(gòu)的低溫高精度雙平板式保護(hù)熱板法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀。本儀器設(shè)計(jì)有試件夾緊力控制機(jī)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)軟硬件的改進(jìn)大幅減小了測(cè)量結(jié)果受以上諸因素的影響，并且測(cè)量溫度可以低于室溫（最低可低到接近絕對(duì)零度），另外，本儀器將導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量精度大幅提高，使誤差從5％減小到1.5％以內(nèi)、測(cè)量時(shí)間也縮短到原有儀器的2/3以內(nèi)。 本課題的主要工

3、作和結(jié)論總結(jié)如下： 1.通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀現(xiàn)狀的分析，總結(jié)了目前平板式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀，所存在的問(wèn)題，提出了本課題研究的目的、意義和主要工作。 2.通過(guò)對(duì)一維平板穩(wěn)態(tài)熱理論的分析，推導(dǎo)出材料導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算公式，并分析了影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素。 3.分別從機(jī)械、電子兩方面設(shè)計(jì)了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的夾緊力控制機(jī)構(gòu)，使儀器對(duì)試件的夾緊力能夠保持恒定且滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而提高了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的重復(fù)性和精度。 4.改進(jìn)了已有導(dǎo)熱

4、系數(shù)測(cè)定儀的護(hù)板與熱板連接方式，并修正了其基本原理方程，基本原理方程中加入了側(cè)面熱量損失和加熱絲電阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。使導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的測(cè)量結(jié)果不再受平均測(cè)量溫度、測(cè)量溫差和試件厚度的影響，從而擴(kuò)大了其測(cè)量條件范圍。并提高了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的測(cè)量精度，使誤差控制到1.5％以內(nèi)。 5.在導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的主箱體內(nèi)加入了液體循環(huán)單元，并改進(jìn)了控制算法，從而減小了周?chē)h(huán)境溫度對(duì)儀器測(cè)量結(jié)果的影響，并將測(cè)量溫度范圍擴(kuò)大到零下250℃到10