實驗四、穩(wěn)態(tài)平板法測保溫絕熱材料的熱導(dǎo)率λ

1、《傳熱學(xué)傳熱學(xué)》實驗之二實驗之二22實驗四、穩(wěn)態(tài)平板法測保溫絕熱材料的熱導(dǎo)率實驗四、穩(wěn)態(tài)平板法測保溫絕熱材料的熱導(dǎo)率λ一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?、鞏固和深化穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的基本理論，學(xué)習(xí)用平板法測絕熱材料熱導(dǎo)率的實驗方法鞏固和深化穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的基本理論，學(xué)習(xí)用平板法測絕熱材料熱導(dǎo)率的實驗方法和技能和技能2、測定實驗材料的熱導(dǎo)率測定實驗材料的熱導(dǎo)率3、確定試驗材料熱導(dǎo)率與溫度的變化關(guān)系確定試驗材料熱導(dǎo)率與溫度的變化關(guān)系二、二、實驗原理實驗原

2、理熱導(dǎo)率是表征材料導(dǎo)熱能力的物理量。對不同的材料，熱導(dǎo)率各不相同；對同種材料，熱導(dǎo)率會隨溫度、壓力、含濕量、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和密度等因素而不同。各種材料的熱導(dǎo)率都是采用實驗方法來測定的，如果分別考慮不同因素的影響，就需要對各種因素加以試驗，往往不能只在一種試驗設(shè)備上進行。穩(wěn)態(tài)平板法是應(yīng)用一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的基本原理來測定材料熱導(dǎo)率的方法，可以用來測定材料的熱導(dǎo)率及其與溫度的變化關(guān)系實驗設(shè)備是根據(jù)在一維穩(wěn)態(tài)情況下通過平板的導(dǎo)熱量Q和平板兩面的溫差

3、Δt成正比，與平板的厚度成反比δ，與熱導(dǎo)率λ成正比的關(guān)系來設(shè)計的由一維穩(wěn)態(tài)理論，通過薄壁平板（壁厚小于十分之一壁長與壁寬）的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱量為w??tAQ??測試時，如果能夠測得平板兩面的溫差Δt=tRtL、平板厚度δ、垂直熱流方向的導(dǎo)熱面積A和通過平板的熱流量Q，即可根據(jù)下式計算得出熱導(dǎo)率λ：Wm.℃AtQ????上式計算得出的熱導(dǎo)率是當(dāng)時平均溫度下材料的熱導(dǎo)率值，此平均溫度為℃)tt(21tLR??在不同的溫度和溫差條件下測出相應(yīng)的熱導(dǎo)率

4、λ，將λ值標(biāo)在λ—坐標(biāo)圖內(nèi)，就可t得出λ=f()的關(guān)系曲線t三、三、實驗裝置及測量儀表實驗裝置及測量儀表穩(wěn)態(tài)平板法測絕熱材料熱導(dǎo)率的實驗裝置如圖1和圖2所示。被試驗材料做成二塊方形薄壁平板試件，面積300x300[mm2]實際導(dǎo)熱計算面積A為200x200[mm2]板的厚度為δ[mm]。平板試件被夾緊在加熱器的上下熱面和上下水套的冷《傳熱學(xué)傳熱學(xué)》實驗之二實驗之二24（循環(huán)冷卻水的水箱與水泵未示出）（循環(huán)冷卻水的水箱與水泵未示出）之間。

5、加熱器的上下面和水套與試件的接觸面都設(shè)有銅板，以使溫度均勻。利用薄膜式加熱片實現(xiàn)對上、下試件熱面的加熱，上下導(dǎo)熱面積水套的冷卻面是通過循環(huán)冷卻水（或通以自來水）來實現(xiàn)。中間200X200[mm2]部位上安設(shè)的加熱器為主加熱器。為使主加熱器的熱量能全部單向通過上下兩個試件，并通過水套的冷水帶走，在主加熱器四周（即200X200[mm2]之外的四側(cè)）設(shè)有四個輔助加熱器（14），利用專用的溫度跟蹤控制器使主加熱器以外的四周保持與中間主加熱器的

6、溫度一致，以免熱量向旁側(cè)散失。主加熱器的中心溫度t1(或t2)和水套冷面中心溫度t3（或t4)用四個熱電偶（埋設(shè)在銅板上）來測量；輔助加熱器1和輔加熱器2的熱面也分別設(shè)置兩個輔熱電偶t5和t6（埋設(shè)在銅板的相應(yīng)位置上），其中一個輔熱電偶t5或t6接到溫度跟蹤控制器上，與主加熱器中心接來的主熱電偶t2或t1的溫度信號比較，通過溫度跟蹤器使全部輔助加熱器都跟蹤到與主加熱器的溫度相一致。而在實驗進行時，可以通過熱電偶t1（或t2）和熱電偶t3

7、(或t4）測量出一個試件的兩個表面的中心溫度。也可以再測量一個輔熱電偶的溫度，以便于主熱電偶的溫度相比較，從而了解主、輔加熱器的控制與跟蹤情況。溫度是利用電位差計和轉(zhuǎn)換開關(guān)來測量的。主加熱器的電功率可以用電功率表或電壓表和電流表來測量。圖2試驗臺的電路聯(lián)圖（用電位差計測溫未示出）試驗臺的電路聯(lián)圖（用電位差計測溫未示出）[附］實驗臺主要參數(shù)附］實驗臺主要參數(shù)1試驗材料：2.試件外型尺寸：300x3002mm3導(dǎo)熱計算面積A：200x200