穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)-鄭州大學(xué)2012

穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.鞏固和深化穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程的基本理論，學(xué)習(xí)用平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法和技能。

2.測(cè)定試驗(yàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。3.確定試驗(yàn)材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理導(dǎo)熱系數(shù)還會(huì)隨著溫度、壓力、濕度、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和重度等因素而變異。各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)都用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定，穩(wěn)態(tài)平板法是一種應(yīng)用一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的基本原理來(lái)測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)的方法，可以用來(lái)進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其和溫度的關(guān)系。穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定

實(shí)驗(yàn)設(shè)備是根據(jù)在一維穩(wěn)態(tài)情況下通過(guò)平板的導(dǎo)熱量Q和平板兩面的溫差△t成正比，和平板的厚度δ成反比，以及和導(dǎo)熱系數(shù)λ成正比的關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)的。我們知道，通過(guò)薄壁平板(壁厚小于十分之一壁長(zhǎng)和壁寬)的穩(wěn)定導(dǎo)熱量為：Q=[W]穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定

三、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量?jī)x表穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定

被試驗(yàn)材料做成二塊方形薄壁平板試件，面積為300×300［ｍｍ2］，實(shí)際導(dǎo)熱計(jì)算面積F為200×200［ｍｍ2］，板的厚度為δ［ｍｍ］。平板試件分別被夾緊在加熱器的上下熱面和上下水套的冷面之間。加熱器的上下面和水套與試件的接觸面都設(shè)有銅板試驗(yàn)臺(tái)主要參數(shù)1.試驗(yàn)材料2.試件外型尺寸：300×300mm23.導(dǎo)熱計(jì)算面積F:200×200mm2(即主加熱器的面積)4.試件厚度δ：(實(shí)測(cè))15mm5.主加熱器電阻值：100Ω6.輔加熱器(每個(gè))電阻值：Ω7.熱電偶材料：鎳鉻一鎳硅8.試件最高加熱溫度：≤80℃四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟１．將兩個(gè)平板試件仔細(xì)地安裝在加熱器的上下面，試件表面應(yīng)與銅板嚴(yán)密接觸，不應(yīng)有空隙存在。在試件、加熱器和水套等安裝入位后．應(yīng)在上面加壓一定的重物，以使它們都能緊密接觸。

2．聯(lián)接和仔細(xì)檢查各接線(xiàn)電路。將主加熱器的兩個(gè)接線(xiàn)端用導(dǎo)線(xiàn)接至主加熱器電源；而四個(gè)輔助加熱器聯(lián)成串聯(lián)電路(實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已聯(lián)接好)。將主熱電偶之一t2(或t1)接到跟蹤控制器面板上中間的主熱電偶接線(xiàn)柱上，而將輔熱電偶之一t5(或t6)接到跟蹤控制器上的相應(yīng)接線(xiàn)柱上。把水套冷面熱電偶t3(或t4)接到跟蹤控制器上的相應(yīng)接線(xiàn)柱上。

3．檢查冷卻水水泵及其通路能否正常工作，各熱電偶是否正常完好。

四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟4．接通加熱器電源，并調(diào)節(jié)到合適的電壓，開(kāi)始加溫，通過(guò)調(diào)節(jié)輔助加熱器的電壓使主加熱器以外的四周（輔熱電偶的溫度）保持與中間主加熱器的溫度相一致。在加溫過(guò)程中，可通過(guò)各測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)量來(lái)控制和了解加熱情況。開(kāi)始時(shí)，可先不啟動(dòng)冷水泵，待試件的熱面溫度達(dá)到一定水平后，再啟動(dòng)水泵(或接通自來(lái)水)，向上下水套通入冷卻水。試驗(yàn)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，試件的熱面溫度和冷面溫度開(kāi)始趨于穩(wěn)定。在這過(guò)程中可以適當(dāng)調(diào)節(jié)主加熱器電源、輔加熱器電源的電壓，使其更快或更利于達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。待溫度基本穩(wěn)定后，就可以每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次電壓V讀數(shù)記錄和溫度測(cè)量，從而得到穩(wěn)定的測(cè)試結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟5．一個(gè)工況試驗(yàn)后，可以將設(shè)備調(diào)到另一工況，即調(diào)節(jié)主加熱器功率后，再按上述方法進(jìn)行測(cè)試，得到另一工況的穩(wěn)定測(cè)試結(jié)果。調(diào)節(jié)的電功率不宜過(guò)大，一般在5～10W為宜。6．根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行多次工況的測(cè)試。(工況以從低溫到高溫為宜)。7．測(cè)試結(jié)束后，先切斷主,輔加熱器電源，經(jīng)過(guò)10分鐘左右后再關(guān)閉水泵.五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取實(shí)驗(yàn)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后的連續(xù)三次穩(wěn)定結(jié)果的平均值。導(dǎo)熱量(即主加熱器的電功率)tR—試件的熱面溫度（即t1或t2）℃tL—試件的冷面溫度（即t3或t4）℃平均溫度為：平均溫度為時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)：

（或）[W/m.k]將不同平均溫度下測(cè)定的材料導(dǎo)熱系數(shù)在坐標(biāo)中得出的關(guān)系曲線(xiàn)，并求出的關(guān)系式。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及拓展工程應(yīng)用1.分析本實(shí)驗(yàn)的主要誤差2.如何判斷輔加熱壞了，沒(méi)有輔加熱，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么影響，如何估算其造成的誤差大??？3.如何判斷上下冷水套流量充足，若上下冷卻水套發(fā)生供水不足時(shí)，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么影響？六、實(shí)驗(yàn)結(jié)