固体导热系数测量.docx

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1、固体导热系数的测量摘要：用平板稳态发测量不良导体的导热系数，观察和认识传热现象与过程;用作图的方法求出散热速率，计算不良导体的导热系数。关键词:传热导热导热系数散热曲线实验简介材料的导热系数常常需要通过实验来具体测定。测量导热系数的方法比较多，但可以归并为两类基本方法：一类是稳态法，另一类为动态法。用稳态法时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分布，然后进行测量。而在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。本实验采用稳态法进行测量。实验目的：1 .用平板稳态发测量不良导体的导热系数，观察和认识传热现象与过程，理解傅里叶导热定律。2 .用作图法求出散

2、热速率，计算不良导体的导热系数。实验原理物体内部，取两个垂直与热传导方向、彼此间相距为h、温度分别为T1、T2的平行平面（设TIT2）,若平面面积均为S,在时间内通过面积S的热流量满足下述表达式：丝=ASEzh人即为该物质的热导率（又称作导热系数），入在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是Wm-1K-1:考虑到铜盘的散热，热流量修正为:Q二meATkR；+2%RPhP)、rr(2成;+2；TRPhP)热导率修正为：-mc,(Rp+2hp)h1i.1r(2+2z,T-)混实验内容及步骤:一、基本参数的测定待测样品的直径和厚度散热盘的直径和厚度

3、散热盘的质量二、不良导体导热系数的测量1 .实验时，先将待测样品（例如硅橡胶圆片）放在散热盘上面，然后将发热盘放在样品盘上方，并用固定螺母固定在机架上，再调节三个螺旋头，使样品盘的上下两个表面与发热盘和散热盘紧密接触。2 .在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶的冷端（黑色）插入杜瓦瓶中。将热电偶的热端（红色）（端头需涂敷易导热的导热硅脂）分别插入加热盘和散热盘侧面的小孔中，并分别将其插入加热盘和散热盘的热电偶接线连接到仪器面板的传感器I、IIo3 .接通电源，开关拨至220v挡，VTI上升到4.0mV时，开关拨至I1OV挡，下降到3.5mV左右时，通过手动适当调节加热板电压在220VI1OV挡之

4、间，三分钟T1读数变化在+-0.33左右，记录VT1,VT2直至稳定状态。4 .将“加热选择”开关扳到“断”，拧下上下盘的紧固螺丝，戴上手套，移加热盘，取下橡胶盘，并将加热盘的下底面与散热盘直接接触，当散热盘的温度上升到高于稳态的VT2（约0.4mV）时，再将加热盘移开，让散热盘自然冷却。当电压显示值比稳态时VT2高OJmV时，每隔30秒记录一次VT2,查出与VT2对应的温度值T,用逐差法求出的手的平均值，计算热导率。“实验仪器：1 .数字亳伏表一般量程为20mV。3位半的1ED显示，分辨率为IOUV左右，具有极性自动转换功能。2 .导热系数测量仪一种测量导热系数的仪器，可用稳态发测量不良导体

5、，金属气体的导热系数，散热盘参数实验数据表格:表1样品盘，散热盘参数M铜/gCJ/kgKHc/mmHc/mmDb/mmDc/mm913.63807.807.8012.96212.962表2散热平衡时的温度E1/mV3.46E2mV1.82表3散热平衡曲线数据记录表时间t/sO306090120150180210240270300330360390420温度mv2.222.162.122.082.031.991.941.901.861.821.781.741.691.641.60数据处理：1 .根据公式：2 =MT(Hp+2%)%._1r(2Rp+2hr-T2)潞得：=3 .根据曲线信息可得：K=DtZdt=注意事项1 .放置热电偶的发热和散热圆盘侧面的小孔应与杜瓦瓶同一侧，避免热电偶线相互交叉。2 .实验中，抽出被测样品时，应先旋松加热圆筒侧面的紧定螺钉。样品取出后，小心将加热圆筒降下，使发热盘与散热盘接触，应防止富温烫伤。参考文献：1 .高文斌，大学物理实验2 .孙向荣，不良导体导热系数的测量方法的改进3 .贾玉润，凌佩玲，大学物理实验散热曲线表