稳态法测量不良导体导热系数

1、稳态法测量不良导体导热系数【实验目的】利用物体的散热速率求传热速率。（用稳态平板法测定不良导体的导热系数。）【仪器用具】导热系数测定仪（含实验装置、数字电压表、数字秒表）一台2 .杜瓦瓶（或低温实验仪）一只/台硬铝样品（附绝缘圆盘一块，供散热时覆盖用）一根橡皮样品一块测片一把实验内容】.测量不良导体-橡皮样品的导热系数。.测量金属-硬铝测试样品的导热系数。3.测量空气的导热系数。结构特性】在使用中，样品架的三个螺旋微头是用来调节散热盘和圆筒加热盘之间距离和平整度 的。除测量金属样品时不用圆筒固定外，其它如测橡皮和空气的导热系数时，均将圆筒的 固定轴对准样品支架上的圆孔插入，并用螺母旋紧，具体步

2、骤是：先旋下螺母，将加热圆 筒放下。使固定轴穿过圆孔，再将螺母旋上并拧紧，最后固定筒后的紧固螺钉，从而由三 个螺旋测微头来调节平面和待测样品厚度。【测量范氤精度】 温度测量部分：室温0 110C ;测量精度：1C温差测量的精度0.5=计时部分：范围0 100min;最小分辨率1S,精度:10-5电压表：精度0.1%;实验原理】导热是物体相互接触时，由高温部分向低温部分传播热量的过程.当温度的变化只是沿 着一个方向（设Z方向）进行的时候,热传导的基本公式可写为：dQ =-人（空）ds - dtdz旬（2-9-1）它表示在dt时间内通过ds面的热量为dQ,dT/dz温度梯度，入为导热系数它的大小由

3、物体 本身的物理性质决定,单位为w/（mk），它是表征物质导热性能大小的物理量，式中负号表示 热量传递向着降低的方向进行。在图一中，B为待测物，它的上下表面分别和上下铜盘接触，热量由高温铜盘通过待测 物B向低温铜盘传递，若B很薄，则通过B侧面向周围环境的散热量可以忽略不计，视热 量沿着垂直待测圆板B的方向传递，那么，在稳定导热（即温度场中各点的温度不随时间 而变）的情况下，在攵时间内，通过面积为S、厚度为h的匀质板的热量为Q =-人 S-Ath（2-9-2） T表示匀质圆板两板两板面的恒定温差。若把（2-9-2 ）式写成Q. at=A 3Ath（2-9-3）的形式，那么QM。便为待测物的导热速

4、率。只要知道了导热速率，由（2-9-3 ）式即可 求出入。下面我们来求Q/Z。实验中，使上铜盘A和下铜盘P分别达到恒定温度T1、T2,并设T1 T2,即热量由上 而下传递，通过下铜盘P向周围散热.因为T1和T2不变，所以，通过B的热量就等于P向周围 散发的热量，即B的导热速率等于P的散热速率，因此，只要求出了 P在温度弓时的散热速率, 就求出了 B的导热速率 Q/Z。因为P的上表面和B的下表面接触，所以P的散热面积只有下表面面积和侧面积之和， 设为S部。而实验中冷却却曲线P是全部裸露于空气中测出来的，即在P的下表面和侧面 都散热的情况下记录出来的。设其全部表面积为S全，根据散热速率与散热面积成

5、正比的关 系得T2,即热量由上而下传递，通过下铜盘P向周围散发热 量。T1,T2不变，通过B的热量就等于P向周围散发的热量，即B的导热速率等于P的散 热速率。因此，只要求出了 P在温度T2时的散热速率，就求出了 B的导热速率 Q/Z。在实验过程中要注意一些事项，由于此实验过程中使温度稳定需要较长时间，为缩 短时间，可先将电源电压打在高档，几分钟后，待T达到一定值，将开关拨至低档。实 验前热电偶插入小孔时，要抹上些硅脂，并插到洞孔底部，保证接触良好，固定待测物 体的螺钉一定要拧紧，加热盘、待测物体与散热盘一定要对齐，并且紧密接触，否则会 对测量结果造成很大误差。热电偶的冷端一定要放入冰块中，保证温差与实际温度接近。 实验过程中要等到数值相对稳定后再读数，并记录测量值，由于此实验过程中使温度稳