液体导热系数的测量.doc

教学实验 2006液体导热系数测定实验 指导书液体导热系数测定实验实验指导书一、实验目的1、用稳态法测量液体的导热系数2、了解实验装置的结构和原理，掌握液体导热系数的测试方法。二、工作原理如图1所示： 平板试件（这里是液体层）的上表面受一个恒定的热流强度q均匀加热：q=Q/A W/ (1)根据付立叶单向导热过程的基本原理，单位时间通过平板试件面积A的热流量Q为： W (2)从而，试件的导热系数为： 图1 原理图 W/mK (3)式中：A试件垂直于导热方向的截面积 T1被测试件热面温度 T2被测试件冷面温度 被测试件导热方向的厚度 m三、实验装置装置如图2所示，主要由循环冷却水槽、上下均热板、测温热电偶及其温度显示部分、液槽等组成。为了尽量减少热损失，提高测试精度，本装置采取以下措施：1、设隔热层5，使绝大部分热量只向下部传导。2、为了减小由于热量向周围扩散所引起的误差，取电加热器中心部分（直径D=0.15m）作为热量的测量和计算部分。3、在加热器底部设均热板，以使被测液体热面温度（T1）更趋均匀。4、设循环冷却水槽2，以使被测液体冷面温度（T2）恒定（与水温接近）。5、被测液体的厚度是通过放在液槽中的垫片来确定的，为防止液体内部对流传热的发生，一般取垫片厚度23为宜。 图 2 实验装置简图1.循环水出口2.均流循环水槽3.被测液体4.加热热源5.绝热保温材料6.冷面热电偶7.加热导线8.电源指示灯9.电源开关10.保险丝11.巡检仪（仅供计算机接口的用户）12.温控表13功率调节旋钮14.电流转换开关15.电压表16.电流表17.支架18. 循环水进口19调整水准的螺丝 四、试验步骤1、将选择好的三块垫片按等腰三角形均匀地摆放在液槽内（约为均热板接近边缘处）。2、将被测液体缓慢地注入液槽中，直至淹没垫片约0.5为止，然后旋转装置底部的调整螺丝，并观察被测液体液面，应是被测液体液面均匀淹没三片垫片。3、将上热面加热器轻轻放在垫片上。4、连接热电偶插头及电位差计（用户自备）。5、接通循环冷却水槽上的进出水管，并调节水量。6、接通电源，调整输入电压（V1）达到其预定值（注意热面温度不得高于被测液体的闪点温度）。7、按下14.电流转换开关，并记录测量部位电压V2及通过的电流I。8、每隔5分钟左右从温度读数显示器记下被测液体冷、热面的温度值（）。建议将它们记入如表一的记录表中，并标出各次的温差T=T1T2。当连续四次温差值的波动1时，试验即可结束。 温度T1，T2读数记录表 （表一）N0123456备注T(min)0510152025T1T2T9、试验完毕后切断电源、水源并关闭电位差计附若发现T1一直在升高（降低），可降低（提高）输入电压或增加（减少）循环冷却水槽的水流速度。五、数据整理1、有效导热面积A 2、平均传热温差 3、单位时间通过面积A的热流量QQ=V2I W4、液体的导热系数： W/mK式中：D电加热器热量测量部位的直径（取D=0.15m） mT1被测液体热面温度 KT2被测液体冷面温度 KV2热量测量部位的电位差 VI通过电加热器电流 A被测液体厚度 m六、实验的讨论与分析：液体导热系数测定装置测试计算例题一、测试记录被测液体：润滑油 液体厚度：=0.003m有效导热面积的计算直径： D=0.29m电加热器的输入电压： V1=100V相应有效导热面积的加热器电位差：V2=40V加热器工作电压： I=2.5A 热面、冷面温度T1、T2读数记录表N012345备注时：分10：1010：2010：3010：4010：50T1（）7167656564T2（）2929293029T（）38363535二、数据处理=36W/m 测试时间： 年 月 日镍铬-铜镍（鏮铜）热电偶（E型）温度-微伏对照表VVVVVVVVVV温度0123456789005911817623519435441347253210591651711770830890950101010711131201192125213131373143414951556161716781740301801186219241986204721092171223322952357402420248225452607267027332795285829212984503048311131743238330133653429349235563620603658374938133877394240064071413642004265704330439544604526459146564722478848534919804985505151175183524953155382544855145581905648571457815848591559826049611761846251100631963866454652265906658672567946862693011069987066713572037272734174097478754776161207658775478237892796280318101817082408309130837984498519858986598729879988698940901014090819151922292929363943495059576964797181509789986099311000310074101451021710288103601043216010503105751064710719107911086310935110071108011152170112241129711365114121151411587116601173311805118781801195112024120971217012243123171239012463125371261019012684127571283112904129781305213126131991327313347200134211349513569136441371813792138661394114015140902101416414239143131438814463145371461214687147621483722014912149871506215137152121528715362154381551315588230156641573915815158